KR20200033891A - 저압 압연을 통한 미세-조직화된 표면 - Google Patents

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존 에이. 헌터
피터 넬슨
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노벨리스 인크.
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Abstract

기재(106)(예를 들어, 금속 또는 비-금속 시트)는 기재의 표면 상에 다수의 집합조직을 가질 수 있다. 다양한 집합조직은 작업 롤(104a, 104b)의 집합조직을 기재(106)의 표면 상에 전사하기 위한 적어도 하나의 조직화된 작업 롤(104a, 104b)을 각각 포함하는 다수의 쌍의 작업 롤들(104a, 104b) 사이로 기재(106)를 통과시킴으로써 기재(106)의 표면 상에 압인되거나 적용될 수 있다. 한 쌍의 작업 롤(104a, 104b)은 기재의 두께를 유지하면서(예컨대, 기재의 두께를 실질적으로 감소시키지 않으면서) 기재(106)의 표면 상에 다양한 집합조직을 적용한다. 복수의 쌍의 작업 롤들(104a, 104b) 사이로의 기재(106)의 단일 통과에 의해, 기재의 두께를 실질적으로 일정하게 유지하면서 다양한 상이한 집합조직, 패턴, 또는 특징부를 기재(106)의 표면에 적용할 수 있다.

Description

저압 압연을 통한 미세-조직화된 표면
관련 출원에 대한 참조
본 출원은 모두 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는, 2017년 7월 21일자로 출원되고 발명의 명칭이 "SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING SURFACE TEXTURING OF A METAL SUBSTRATE WITH LOW PRESSURE ROLLING"인 미국 가출원 제62/535,345호; 2017년 7월 21일자로 출원되고 발명의 명칭이 "MICRO-TEXTURED SURFACES VIA LOW PRESSURE ROLLING"인 미국 가출원 제62/535,341호; 2017년 7월 21일자로 출원되고 발명의 명칭이 "SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING FLATNESS OF A METAL SUBSTRATE WITH LOW PRESSURE ROLLING"인 미국 가출원 제62/535,349호; 2017년 8월 29일자로 출원되고 발명의 명칭이 "SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING SURFACE TEXTURING OF A METAL SUBSTRATE WITH LOW PRESSURE ROLLING"인 미국 가출원 제62/551,296호; 2017년 8월 29일자로 출원되고 발명의 명칭이 "MICRO-TEXTURED SURFACES VIA LOW PRESSURE ROLLING"인 미국 가출원 제62/551,292호; 및 2017년 8월 29일자로 출원되고 발명의 명칭이 "SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING FLATNESS OF A METAL SUBSTRATE WITH LOW PRESSURE ROLLING"인 미국 가출원 제62/551,298호의 이익을 청구한다.
기술분야
본 개시는 일반적으로 금속 또는 합금 시트를 조직화(texturing)하는 것에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 그러나 비제한적으로, 본 개시는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 시트의 표면 상에 다수의 집합조직(texture)를 갖는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 시트에 관한 것이다.
금속 압연은 잉곳(ingot) 또는 더 두꺼운 금속 스트립과 같은 스톡(stock)으로부터 금속 스트립을 형성하는 데 사용될 수 있다. 금속 압연은 금속 스트립 또는 기재(예컨대, 알루미늄 또는 다른 금속 재료)를 금속 스트립에 하중 또는 힘을 인가하는, 밀 스탠드(mill stand)의 한 쌍의 작업 롤(work roll)들 사이로 통과시키는 단계를 수반한다. 작업 롤의 표면의 집합조직이 금속 압연 작업의 중요한 요소일 수 있다. 예를 들어, 작업 롤에 의해 인가되는 힘은 금속 스트립이 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 작업 롤의 집합조직이 금속 스트립의 표면 상에 전사(transfer)되게 할 수 있다. 그러나, 금속 압연 작업 동안 작업 롤에 의해 금속 스트립에 인가되는 힘은 또한 금속 스트립의 두께를 감소시킬 수 있다.
용어 실시형태 및 이와 유사한 용어는 본 개시 및 아래의 청구범위의 모든 기술요지를 광범위하게 지칭하도록 의도된다. 이들 용어를 포함하는 문구는 본원에 기재된 기술요지를 제한하지 않거나 또는 이하의 청구범위의 의미 또는 범위를 한정하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 본원에서 보호되는 본 개시내용의 실시형태는 본 요약이 아닌 이하의 청구범위에 의해 정의된다. 이 발명의 내용은 본 개시내용의 다양한 양태에 대한 고도의 개요이며, 하기 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 부분에서 더 기술되는 개념의 일부를 소개한다. 이 발명의 내용은 청구되는 기술요지의 핵심 또는 필수 특징들을 확인하려는 것도 아니고, 청구되는 기술요지의 범위를 결정하기 위해 별개로 이용되게 하려는 것도 아니다. 기술요지는 본 개시 내용의 전체 명세서 중 적절한 부분, 도면의 일부 또는 전부 및 각 청구항을 참조하여 이해되어야 한다.
본 개시의 소정 양태 및 특징은 기재의 표면 상에 다수의 미세-집합조직(micro-texture), 특징부, 또는 패턴을 갖는 기재에 관한 것이다. 일부 실시예에서, 기재는 금속 기재(예컨대, 금속 시트 또는 금속 합금 시트) 또는 비-금속 기재일 수 있다. 예를 들어, 기재는 알루미늄, 알루미늄 합금, 강, 강계 재료, 마그네슘, 마그네슘계 재료, 구리, 구리계 재료, 복합재, 복합재에 사용되는 시트, 또는 임의의 다른 적합한 금속, 비-금속, 또는 재료들의 조합을 포함할 수 있다.
일부 양태에서, 기재는 금속 기재이다. 하기의 설명이 금속 기재를 참조하여 제공되지만, 이러한 설명이 다양한 다른 유형의 금속 또는 비-금속 기재에 적용가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 금속 기재는 금속 기재의 표면 상에 적어도 제1 특징부 및 제2 특징부를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 작업 스탠드(work stand)는 상이한 집합조직을 갖는 다양한 쌍의 작업 롤(예컨대, 냉간 밀 작업 롤 또는 열간 밀 작업 롤)을 포함한다. 각각의 쌍의 작업 롤은 상부 작업 롤 및 상부 작업 롤과 수직으로 정렬되는 하부 작업 롤을 포함한다. 상부 작업 롤과 하부 작업 롤은 중간 롤에 의해 지지된다. 베어링(또한, 액추에이터로 지칭됨)이 중간 롤을 따라 제공되고, 중간 롤 상에 베어링 하중을 부여하도록 구성된다. 이러한 실시예에서, 상부 작업 롤 및 하부 작업 롤 중 적어도 하나는 집합조직을 포함한다.
조직화 공정 동안, 금속 기재는 상부 작업 롤과 하부 작업 롤 사이를 통과할 수 있고, 상부 및 하부 작업 롤은 금속 기재가 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 금속 기재에 작업 롤 압력을 인가한다. 금속 기재의 두께가 감소되지 않도록 방지하기 위해(예컨대, 금속 기재의 두께가 실질적으로 일정하게 유지되고, 금속 기재의 두께가 실질적으로 감소하지 않음), 베어링은 중간 롤 상에 베어링 하중을 부여하도록 구성된다. 중간 롤은 이어서 하중을 작업 롤에 전달하여, 금속 기재가 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 작업 롤이 금속 기재의 항복 강도보다 낮은 작업 롤 압력을 금속 기재 상에 부여하게 한다. 기재의 항복 강도는 기재의 두께 또는 게이지의 일부분을 통해 소성 변형(즉, 영구 변형)이 발생하는 응력 또는 압력의 양(예컨대, 금속 기재의 두께 또는 게이지의 상당 부분에서 영구적인 변화를 일으킬 수 있는 응력 또는 압력의 양)을 지칭한다. 작업 롤에 의해 금속 기재 상에 부여되는 작업 롤 압력이 금속 기재의 항복 강도보다 낮기 때문에, 금속 기재의 두께는 실질적으로 일정하게 유지된다(예컨대, 금속 기재의 두께가 실질적으로 감소하지 않음).
일부 실시예에서, 작업 롤 각각에 의해 인가되는 작업 롤 압력이 금속 기재의 항복 강도보다 낮지만, 작업 롤 상의 집합조직은 금속 기재가 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 국소 압력이 금속 기재의 항복 강도보다 높은 국소 영역을 금속 기재의 표면 상에 생성하는 토포그래피(topography)를 가질 수 있다. 이들 국소 영역은 금속 기재의 원하는 응용 또는 사용에 따라 임의의 적합한 높이, 깊이, 형상, 또는 크기의 금속 기재 표면 상의 돌출부 또는 함입부인 다양한 돌기(asperity) 또는 왜곡된 영역(skewed area)을 형성할 수 있다. 바꾸어 말하면, 작업 롤은 이들 국소 영역에서 금속 기재의 항복 강도를 극복하기에 충분히 높을 수 있는 국소 압력을 돌기 접촉부(asperity contact)에서 생성할 수 있다. 이들 국소 영역에서, 작업 롤 상의 집합조직에 의해 생성되는 압력이 금속 기재의 항복 강도보다 크기 때문에, 금속 기재의 표면 상에 다양한 표면 집합조직, 특징부, 또는 패턴을 생성함과 동시에 표면의 나머지 부분을 변형되지 않은 상태로 그대로 두는 국소 소성 변형 영역이 금속 기재의 표면 상에 형성된다(예컨대, 집합조직은 금속 기재의 두께가 금속 기재를 따라 실질적으로 일정하게 유지되면서 금속 기재의 표면 상의 특정 위치에서 소성 변형을 일으킴). 일부 실시예에서, 국소 영역에서 제1 집합조직에 의해 생성되는 국소 압력은 다양한 집합조직, 특징부, 또는 패턴이 표면 상에 압인(impressing)될 수 있도록 항복 강도보다 크지만, 작업 롤 압력은 국소 영역에서 금속 기재의 두께를 실질적으로 감소시키기에 충분하지 않다(예컨대, 집합조직은 금속 기재의 두께가 금속 기재의 나머지 부분을 따라 실질적으로 일정하게 유지되면서 금속 기재의 표면 상의 특정 위치에서 소성 변형을 일으킴). 일례로서, 국소 영역에서 집합조직에 의해 생성되는 국소 압력은 다양한 집합조직, 특징부, 또는 패턴이 표면 상에 압인될 수 있도록 금속 기재의 항복 강도보다 크지만, 금속 기재의 폭에 걸쳐 또는 그의 길이를 따라 금속 기재의 두께를 실질적으로 감소시키지 않는다. 일례로서, 압력은 금속 기재의 폭에 걸쳐 또는 그의 길이를 따라 금속 기재의 두께를 1% 미만으로 감소시킬 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 작업 롤은 금속 기재의 전체 두께를 변화시킴이 없이 금속 기재의 표면 상에 국소 소성 변형 영역을 생성하기 위해(즉, 집합조직을 작업 롤로부터 금속 기재의 표면에 전사하기 위해) 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 다수의 작업 롤이 금속 기재의 전체 두께를 변화시킴이 없이 집합조직을 작업 롤로부터 금속 기재의 표면에 전사하기 위해 금속 기재의 표면 상에 국소 소성 변형 영역을 생성하는 데 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 다수의 작업 롤은 금속 기재의 전체 두께를 감소시킴이 없이 금속 기재의 표면 상에 다양한 집합조직, 특징부, 또는 패턴을 압인할 수 있다. 추가적인 또는 대안적인 실시예에서, 다수의 작업 롤은 금속 기재의 두께를 유지하면서 금속 기재의 표면 상에 다양한 집합조직, 특징부, 또는 패턴을 압인할 수 있으며(예컨대, 다수의 작업 롤은 다양한 집합조직, 특징부, 또는 패턴을 압인하면서 금속 기재의 두께를 감소시키지 않을 수 있음), 이는 때때로 제로 냉간 감소 조직화(zero cold reduction texturing)로 지칭될 수 있다.
일례로서, 금속 기재는 알루미늄 시트 또는 알루미늄 합금 시트일 수 있다. 금속 기재는 밀 스탠드의 제1 쌍의 작업 롤들 사이를 통과할 수 있다. 제1 쌍의 작업 롤은 금속 기재가 한 쌍의 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 금속 기재의 항복 강도보다 낮은 제1 작업 롤 압력을 금속 기재 상에 인가할 수 있다. 제1 작업 롤 압력은 금속 기재의 전체 두께가 그의 폭 및 길이에 걸쳐 실질적으로 일정하게 유지되도록 금속 기재의 항복 강도보다 낮은 작업 롤 압력을 생성하는 고정된 또는 사전결정된 양의 힘에 기초할 수 있다. 제1 쌍의 작업 롤 중 적어도 하나의 작업 롤은 금속 기재가 제1 쌍의 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 집합조직을 금속 기재의 표면 상에 완전히 또는 부분적으로 전사하기 위해 국소 영역에서의 압력이 금속 기재의 항복 강도보다 높은 상기 국소 영역을 금속 기재의 표면 상에 생성하는 표면 집합조직 또는 토포그래피를 갖는다. 이어서, 금속 기재는 제2 쌍의 작업 롤들 사이를 통과할 수 있으며, 이러한 제2 쌍의 작업 롤은 적어도, 금속 기재가 제2 쌍의 작업 롤들 사이를 통과할 때 제2 쌍의 작업 롤이 금속 기재의 항복 강도보다 낮은 제2 작업 롤 압력을 부여함에 따라 금속 기재의 표면 상에 전사될 수 있는 다른, 상이한 집합조직을 갖는 작업 롤을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 제2 쌍의 작업 롤 중 적어도 하나의 작업 롤은 금속 기재가 제2 쌍의 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 상이한 집합조직을 금속 기재의 표면 상에 완전히 또는 부분적으로 전사하기 위해 국소 영역에서의 압력이 금속 기재의 항복 강도보다 높은 상기 국소 영역을 금속 기재의 표면 상에 생성하는 표면 집합조직 또는 토포그래피를 갖는다. 추가적인 또는 대안적인 실시예에서, 제2 쌍의 작업 롤은 적어도, 제1 쌍의 작업 롤의 작업 롤과 유사한 집합조직을 갖는 작업 롤을 포함할 수 있고, 작업 롤의 집합조직 또는 토포그래피는 금속 기재가 제2 쌍의 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 동일한 집합조직을 금속 기재의 표면 상에 완전히 또는 부분적으로 전사하기 위해 국소 영역에서의 압력이 금속 기재의 항복 강도보다 높은 상기 국소 영역을 금속 기재의 표면 상에 생성한다.
일부 실시예에서, 전술된 바와 같이, 제1 쌍의 작업 롤은 금속 기재가 제1 쌍의 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 금속 기재의 표면 상에 제1 집합조직을 전사할 수 있고, 제2 쌍의 작업 롤은 금속 기재가 제2 쌍의 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 금속 기재의 표면 상에 제2, 상이한 집합조직을 전사할 수 있다. 일례로서, 제1 쌍의 작업 롤에 의해 적용되는 제1 집합조직은 제2 집합조직의 크기, 깊이, 높이, 형상, 조도(coarseness), 및/또는 밀집도(concentration)와 상이한 크기, 깊이, 높이, 형상, 조도, 및/또는 밀집도를 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 다양한 집합조직, 특징부, 또는 패턴이 다수의 쌍의 작업 롤들 사이로의 금속 기재의 단일 통과로 금속 기재의 표면 상에 적용될 수 있다. 일부 경우에, 금속 기재는 다수의 쌍의 작업 롤들 사이를 여러 번 통과한다.
다양한 실시예에서, 제1 쌍의 작업 롤은 제1 쌍의 작업 롤이 금속 기재 상에 원하는 평탄도 프로파일(예컨대, 실질적으로 평탄형, 만곡형, 파형 등)을 제공할 수 있고 금속 기재의 토포그래피를 평활하게 할 수 있도록(예컨대, 약 0.4 내지 0.6 μm보다 낮은 표면 조도를 갖도록) 비교적 매끄러운 외부 표면을 갖는 작업 롤을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 제2 쌍의 작업 롤은 제2 쌍의 작업 롤이 금속 기재의 전체 두께를 감소시킴이 없이 금속 기재의 표면 상에 집합조직, 특징부, 또는 패턴을 압인할 수 있도록 조직화된 표면을 갖는 작업 롤을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 전술된 바와 같이, 각각의 쌍의 작업 롤에 의해 금속 기재 상에 부여되는 작업 롤 압력은 금속 기재가 복수의 쌍의 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 금속 기재의 두께가 실질적으로 일정하게 유지되도록(예컨대, 금속 기재의 두께가 실질적으로 감소하지 않음) 금속 기재의 항복 강도보다 낮은 적은 양의 압력인 한편, 각각의 쌍의 작업 롤 상의 표면 집합조직은 금속 기재가 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 압력이 금속 기재의 항복 강도보다 높은 국소 영역을 금속 기재의 표면 상에 생성하는 토포그래피를 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 작업 롤에 의해 부여되는 작업 롤 압력이 금속 기재의 항복 강도보다 낮고, 작업 롤의 집합조직이 금속 기재의 표면 상의 특정 영역에서 국소 소성 변형을 일으키기 때문에, 금속 기재는 작업 롤의 집합조직에 대응하는 금속 기재의 표면 상의 특정 영역에서만 변형되는 한편, 금속 기재의 두께는 일정하게 유지된다. 이러한 방식으로, 작업 롤은 금속 기재의 전체 두께를 변화시킴이 없이 금속 기재의 표면 상에서 국소 소성 변형을 일으키기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 금속 기재의 표면 상에 상이한 집합조직, 패턴, 또는 특징부를 압인하는 것은 금속 기재가 예를 들어, 증가된 윤활제 보유, 증가된 디-스태킹(de-stacking) 능력, 증가된 저항 스폿 용접성, 증가된 접착력, 감소된 골링(galling), 향상된 광학 특성, 마찰 균일성 등을 비롯한 향상된 특성을 갖게 할 수 있다.
이들 이점은 특히 흔히 금속 시트 또는 플레이트 형태의 금속 기재를 자동차 부품, 음료 캔 및 병 및/또는 임의의 다른 고도로-성형된(highly-formed) 금속 제품으로 더욱 용이하고 효율적으로 추가로 가공가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 기술된 다양한 집합조직을 갖는 표면을 갖는 금속 기재의 개선된 마찰학적 특성은 형성되는 조직화된 금속 기재의 마찰 특성이 재료의 상이한 배치(batch)들 사이에서 그리고/또는 금속 기재의 동일한 스트립을 따라 더욱 일관되고 등방성이기 때문에 대량의 자동차 제품의 더욱 신속하고 더욱 안정된 가공을 가능하게 할 수 있다. 또한, 음으로 왜곡된(negatively skewed) 표면 집합조직(예컨대, 금속 기재의 표면 상의 미세-딤플(micro-dimple))를 도입하는 것은 함께 적층되는 윤활된 금속 기재들 사이의 표면 장력을 방해하는 데 도움을 주어, 디-스태킹 능력을 개선할 수 있다. 또한, 금속 기재의 표면이 윤활제를 보유하는 개선된 능력은 성형 다이와 시트 금속 표면 사이의 마찰력을 추가로 감소 및/또는 안정시켜, 감소된 이어링(earing), 주름형성 및 인열률을 갖는 더욱 우수한 성형성; 더욱 빠른 가공 속도; 감소된 골링, 향상된 공구 수명 및 성형 부품의 개선된 표면 품질을 가져올 수 있다.
본 개시의 예시적인 실시예가 다음의 도면을 참조하여 상세히 후술된다:
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른, 금속 기재의 표면 상에 집합조직을 적용하기 위한 한 쌍의 작업 롤을 포함하는 예시적인 밀 스탠드의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른, 금속 기재의 표면 상에 다수의 집합조직을 적용하기 위한 복수의 쌍의 작업 롤을 각각 포함하는 다수의 밀 스탠드의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른, 양으로 왜곡된 영역(positively skewed area) 내에 음으로 왜곡된 영역(negatively skewed area)을 갖는 금속 기재의 이미지이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른, 금속 기재 표면 상의 양으로 왜곡된 영역 내에 포함될 수 있는 미세한 돌기의 예를 보여주는 그래프이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른, 금속 기재 표면 상의 음으로 왜곡된 영역 내에 포함될 수 있는 미세한 밸리(valley)의 예를 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른, 표면 상에 다수의 미세-집합조직, 특징부, 또는 패턴을 갖는 금속 기재의 이미지이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른, 음으로 왜곡된 영역을 포함하는 금속 기재의 예를 보여주는 그래프이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 금속 기재의 표면 상에 집합조직을 적용하기 위한 작업 스탠드 및 작업 롤의 개략적인 예이다.
도 9는 도 1의 작업 스탠드의 다른 개략도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른, 금속 기재의 표면 상에 집합조직을 적용하기 위한 하나 이상의 작업 스탠드 및 작업 롤의 개략도이다.
도 11은 본 개시의 양태에 따른 작업 스탠드의 개략도이다.
도 12는 도 11의 작업 스탠드의 개략적인 단부도이다.
도 13은 본 개시의 양태에 따른 작업 스탠드의 개략도이다.
도 14는 도 13의 작업 스탠드의 개략적인 단부도이다.
본 발명의 실시형태의 기술요지는 법적 요건을 충족시키기 위해 구체적으로 본 명세서에서 설명되지만, 이러한 설명은 반드시 청구범위의 범위를 제한하도록 의도되지는 않는다. 청구된 기술요지는 다른 방법으로 구현될 수 있으며, 다른 엘리먼트 또는 단계를 포함할 수 있고 다른 기존 또는 미래의 기술과 함께 사용될 수 있다. 이러한 설명은 개별 단계들의 순서 또는 요소들의 배열이 명시적으로 설명되는 경우를 제외하고는 다양한 단계들 또는 요소들 사이의 임의의 특정 순서 또는 배열을 의미하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
본 개시의 소정 양태 및 특징은 기재의 표면 상에 다수의 미세-집합조직, 특징부, 또는 패턴을 갖는 기재에 관한 것이다. 일부 실시예에서, 기재는 금속 기재(예컨대, 금속 시트 또는 금속 합금 시트) 또는 비-금속 기재일 수 있다. 예를 들어, 기재는 알루미늄, 알루미늄 합금, 강, 강계 재료, 마그네슘, 마그네슘계 재료, 구리, 구리계 재료, 복합재, 복합재에 사용되는 시트, 또는 임의의 다른 적합한 금속, 비-금속, 또는 재료들의 조합을 포함할 수 있다.
일부 양태에서, 기재는 금속 기재이다. 하기의 설명이 금속 기재를 참조하여 제공되지만, 이러한 설명이 다양한 다른 유형의 금속 또는 비-금속 기재에 적용가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 금속 기재는 금속 기재의 표면 상에 적어도 제1 집합조직 및 제2 집합조직을 갖는다. 일부 실시예에서, 제1 집합조직 또는 특징부는 금속 기재를 제1 쌍의 작업 롤들 사이로 통과시킴으로써 금속 기재의 표면에 적용된다. 제1 쌍의 작업 롤은 금속 기재가 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 금속 기재에 제1 작업 롤 압력을 인가한다. 금속 기재의 두께가 감소되지 않도록 방지하기 위해(예컨대, 금속 기재의 두께가 실질적으로 일정하게 유지되고, 금속 기재의 두께가 실질적으로 감소하지 않음), 제1 쌍의 작업 롤은 금속 기재가 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 금속 기재의 항복 강도보다 낮은 제1 작업 롤 압력을 금속 기재 상에 부여한다. 기재의 항복 강도는 기재의 두께 또는 게이지의 일부분을 통해 소성 변형(즉, 영구 변형)이 발생하는 응력 또는 압력의 양(예컨대, 금속 기재의 두께 또는 게이지의 상당 부분에서 영구적인 변화를 일으킬 수 있는 응력 또는 압력의 양)을 지칭한다. 제1 쌍의 작업 롤에 의해 금속 기재 상에 부여되는 제1 작업 롤 압력이 금속 기재의 항복 강도보다 낮기 때문에, 금속 기재의 두께는 실질적으로 일정하게 유지된다(예컨대, 금속 기재의 두께가 실질적으로 감소하지 않음).
이러한 실시예에서, 제1 쌍의 작업 롤 내의 적어도 하나의 작업 롤은 제1 집합조직을 갖는다. 제1 쌍의 작업 롤에 의해 인가되는 제1 작업 롤 압력이 금속 기재의 항복 강도보다 낮지만, 작업 롤 상의 제1 집합조직은 금속 기재가 제1 쌍의 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 국소 압력이 금속 기재의 항복 강도보다 높은 국소 영역을 금속 기재의 표면 상에 생성하는 토포그래피를 가질 수 있다. 이들 국소 영역은 금속 기재의 원하는 응용 또는 사용에 따라 임의의 적합한 높이, 깊이, 형상, 또는 크기의 금속 기재 표면 상의 돌출부 또는 함입부인 다양한 돌기 또는 왜곡부(skew)를 형성할 수 있다. 바꾸어 말하면, 제 1 쌍의 작업 롤은 이들 국소 영역에서 금속 기재의 항복 강도를 극복하기에 충분히 높을 수 있는 국소 압력을 돌기 접촉부에서 생성할 수 있다. 이들 국소 영역에서, 작업 롤 상의 제1 집합조직에 의해 생성되는 압력이 금속 기재의 항복 강도보다 크기 때문에, 금속 기재의 표면 상에 제1 집합조직을 부여함과 동시에 표면의 나머지 부분을 변형되지 않은 상태로 그대로 두는 국소 소성 변형 영역이 금속 기재의 표면 상에 형성된다(예컨대, 제1 집합조직은 금속 기재의 두께가 금속 기재를 따라 실질적으로 일정하게 유지되면서 금속 기재의 표면 상의 특정 위치에서 소성 변형을 일으킴). 일부 실시예에서, 국소 영역에서 제1 집합조직에 의해 생성되는 국소 압력은 다양한 집합조직, 특징부, 또는 패턴이 표면 상에 압인될 수 있도록 항복 강도보다 크지만, 제1 작업 롤 압력은 국소 영역에서 금속 기재의 두께를 실질적으로 감소시키기에 충분하지 않다(예컨대, 제1 집합조직은 금속 기재의 두께가 금속 기재의 나머지 부분을 따라 실질적으로 일정하게 유지되면서 금속 기재의 표면 상의 특정 위치에서 소성 변형을 일으킴). 일례로서, 국소 영역에서 제1 집합조직에 의해 생성되는 국소 압력은 제1 집합조직이 금속 기재의 표면 상에 압인될 수 있도록 금속 기재의 항복 강도보다 크지만, 금속 기재의 폭에 걸쳐 또는 그의 길이를 따라 금속 기재의 두께를 실질적으로 감소시키지 않는다. 일례로서, 제1 집합조직에 의해 발생되는 국소 압력은 금속 기재의 폭에 걸쳐 또는 그의 길이를 따라 금속 기재의 두께를 1% 미만으로 감소시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 집합조직 또는 특징부는 금속 기재가 제1 쌍의 작업 롤들 사이를 통과한 후에 금속 기재를 제2 쌍의 작업 롤들 사이로 통과시킴으로써 금속 기재의 표면에 적용된다. 제2 쌍의 작업 롤은 제2 집합조직을 갖는 적어도 하나의 작업 롤을 포함하고, 제2 쌍의 작업 롤은 금속 기재가 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 금속 기재 상에 제2 작업 롤 압력을 인가한다. 제2 쌍의 작업 롤에 의해 인가되는 제2 작업 롤 압력은 금속 기재의 항복 강도보다 낮을 수 있다. 이러한 실시예에서, 금속 기재의 항복 강도보다 낮은 제2 작업 롤 압력은 작업 롤 상의 제2 집합조직의 토포그래피와 함께, 금속 기재의 표면 상에 제2 영역 또는 위치를 생성할 수 있으며, 여기에서 제2 영역 또는 위치에서 금속 기재의 표면에 대한 국소 압력은 금속 기재의 항복 강도보다 크다. 이러한 실시예에서, 금속 기재의 표면 상의 제2 영역 또는 위치에서의 국소 압력이 항복 강도보다 높기 때문에, 작업 롤은 금속 기재의 표면 상의 제2 영역 또는 위치에서 국소 소성 변형을 일으켜 금속 기재가 제2 쌍의 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 제2 영역 또는 위치에서 금속 기재의 표면 상에 제2 집합조직을 전사할 수 있다.
일부 실시예에서, 금속 기재의 표면에 전사되는 제1 집합조직은 제2 집합조직과 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 집합조직은 제2 집합조직의 크기, 형상, 깊이, 높이, 조도, 및/또는 밀집도와 상이한 크기, 형상, 깊이, 높이, 조도, 및/또는 밀집도를 가질 수 있다. 예시적인 실시예로서, 제1 집합조직은 금속 기재의 표면의 일부분이 밸리(valley)를 포함할 수 있는 음으로 왜곡된 영역이 되게 할 수 있고, 제2 집합조직은 금속 기재의 표면의 다른 부분이 돌기 또는 피크(peak)를 포함할 수 있는 양으로 왜곡된 영역이 되게 할 수 있다. 이러한 실시예에서, 표면의 조직화된 부분 내에 포함되는 미세한 돌기, 피크 및 밸리는 임의의 형상 또는 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 각각의 돌기, 피크, 또는 밸리는 0 미크론 내지 20 미크론의 높이 또는 깊이를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 밸리의 깊이는 밸리가 금속 기재의 표면 내로 연장되는 거리에 해당하고, 돌기 또는 피크의 높이는 돌기 또는 피크가 금속 기재의 표면으로부터 튀어나오거나 돌출되는 거리에 해당한다. 일례로서, 각각의 돌기, 피크, 또는 밸리는 0 미크론 내지 10 미크론의 높이 또는 깊이를 가질 수 있다. 다른 실시예로서, 각각의 돌기, 피크, 또는 밸리는 1 미크론 내지 8 미크론의 높이 또는 깊이를 가질 수 있다. 또 다른 실시예로서, 각각의 돌기, 피크, 또는 밸리는 5 미크론 내지 7 미크론의 높이 또는 깊이를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 집합조직에 의해 생성되는 밸리는 제2 집합조직에 의해 생성되는 돌기 또는 피크의 높이와 상이한 깊이를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 돌기, 피크, 또는 밸리는 임의의 적합한 높이, 깊이, 형상, 또는 크기를 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 금속 기재 상에 적용되는 표면 집합조직 특징부의 높이, 깊이, 형상, 또는 크기는 금속 기재의 원하는 응용 또는 사용에 따라 변할 수 있다. 이러한 실시예에서, 제1 쌍의 작업 롤이 금속 기재 상에 음으로 왜곡된 영역을 생성하고, 제2 쌍의 작업 롤이 금속 기재 상에 양으로 왜곡된 영역을 생성하지만, 본 개시는 이러한 구성으로 제한되지 않는다. 오히려, 다른 실시예에서, 제1 또는 제2 쌍의 작업 롤은 금속 기재의 표면에 임의의 집합조직을 적용할 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 집합조직은 제2 집합조직이 제1 집합조직과 적어도 부분적으로 중첩되도록 금속 기재의 표면 상에 적용된다. 다른 실시예에서, 제2 집합조직은 제1 집합조직의 위치에 인접한 금속 기재의 표면 상의 위치에 적용된다. 이러한 방식으로, 압연 작업 동안 다수의 쌍의 작업 롤들 사이로의 금속 기재의 단일 통과가 금속 기재가 각각의 쌍의 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 금속 기재가 이중 또는 삼중 표면(예컨대, 2개 또는 3개의 집합조직, 특징부, 또는 패턴을 포함하는 표면)을 갖게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 금속 기재는 다수의 쌍의 작업 롤을 여러 번 통과한다.
원하는 경우, 각각의 쌍의 작업 롤은 금속 기재가 각각의 쌍의 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 금속 기재에 다양한 작업 롤 압력을 인가할 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 쌍의 작업 롤에 의해 금속 기재 상에 부여되는 작업 롤 압력은 금속 기재가 복수의 쌍의 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 금속 기재의 두께가 실질적으로 일정하게 유지되도록 허용하는(예컨대, 금속 기재의 두께가 실질적으로 감소하지 않음) 압력의 양이다. 보다 구체적으로, 각각의 쌍의 작업 롤은 금속 기재의 항복 강도보다 낮은 작업 롤 압력을 생성하는 고정된 또는 사전결정된 양의 힘을 인가할 수 있으며, 이는 금속 기재가 각각의 쌍의 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 금속 기재의 두께가 감소되지 않도록 방지할 수 있다. 일부 실시예에서, 전술된 바와 같이, 각각의 쌍의 작업 롤은 적어도, 금속 기재의 항복 강도보다 작은 작업 롤 압력을 생성하는 하중과 조합하여, 금속 기재의 표면에 대한 국소 압력이 금속 기재의 항복 강도보다 커서 금속 기재의 표면 상의 국소 영역에서 국소 부분 소성 변형을 일으키는 영역을 생성하는 집합조직을 갖는 작업 롤을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 작업 롤은 금속 기재의 두께를 변화시킴이 없이 금속 기재의 표면 상에서 국소 소성 변형을 일으켜 금속 기재의 표면 상에 다양한 국소 집합조직을 압인하기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 금속 기재의 표면 상에 상이한 집합조직, 패턴, 또는 특징부를 압인하는 것은 금속 기재가 예를 들어, 증가된 윤활제 보유, 증가된 디-스태킹 능력, 증가된 저항 스폿 용접성, 증가된 접착력, 감소된 골링, 향상된 광학 특성, 마찰 균일성 등을 비롯한 향상된 특성을 갖게 한다. 또한, 금속 기재의 표면 상에 다양한 집합조직을 압인하기 위해 금속 기재의 항복 강도보다 낮은 작업 롤 압력을 금속 기재에 인가하는 것은 다양한 집합조직이 적용될 때 금속 기재의 원하는 두께를 유지할 수 있다.
이들 예시적인 실시예는 독자에게 본 명세서에서 논의되는 대체적인 기술요지를 소개하기 위해 제공되며, 개시된 개념의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 하기의 섹션은 유사한 도면 부호가 유사한 요소를 나타내는 도면을 참조하여 다양한 추가의 특징 및 실시예를 기술하고, 예시적인 실시예를 기술하기 위해 방향 설명이 사용되지만, 예시적인 실시예와 마찬가지로, 본 개시를 제한하기 위해 사용되지 않아야 한다.
도 1은 금속 기재(106)의 표면(108, 110) 상에 집합조직을 적용하기 위한 한 쌍의 작업 롤(104a, 104b)을 포함하는 예시적인 밀 스탠드(102)의 개략적인 단면도이다. 밀 스탠드(102)는 금속 기재(106)를 압연하기 위해 사용되는 다양한 구성요소를 지지하는 임의의 구조체일 수 있다. 금속 기재(106)는 예를 들어, 알루미늄 시트 또는 알루미늄 합금 시트를 비롯한 금속 시트 또는 금속 합금 시트일 수 있다. 다른 실시예에서, 기재는 다양한 다른 금속 또는 비-금속 기재일 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 밀 스탠드(102)는 작업 롤(104a, 104b)을 포함한다. 각각의 작업 롤(104a, 104b)은 금속 기재(예컨대, 금속 기재(106))를 압연하기 위한 임의의 적합한 재료로 제조된 실린더형 작업 롤이다. 예를 들어, 각각의 작업 롤(104a, 104b)은 실린더형 강 작업 롤, 또는 임의의 다른 적합한 재료의 작업 롤일 수 있다. 각각의 작업 롤(104a, 104b)은 임의의 크기일 수 있다. 일례로서, 각각의 작업 롤(104a, 104b)은 대략 30 mm 내지 대략 60 mm의 직경을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 각각의 작업 롤(104a, 104b)은 임의의 적합한 크기(예컨대, 임의의 적합한 직경)를 가질 수 있다. 작업 롤(104a, 104b)은 작업 롤(104a, 104b)을 구동시키고 그들을 회전시키기 위한 모터 또는 다른 장치에 의해 구동될 수 있다. 밀 스탠드(102)는 다양한 다른 구성을 가질 수 있다.
작업 롤(104a, 104b)은 작업 롤(104a, 104b)이 회전함에 따라 작업 롤(104a, 104b)들 사이의 공간(즉, 롤 갭)을 통해 인출되는 금속 기재(106)를 수용한다. 작업 롤(104a, 104b)은 백업 롤(backup roll)(105a, 105b)과 같은 하나 이상의 지지 또는 백업 롤에 의해 지지될 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 백업 롤(105a, 105b)의 직경은 각각의 작업 롤(104a, 104b)의 직경보다 클 수 있지만, 각각의 백업 롤(105a, 105b) 및 각각의 작업 롤(104a, 104b)은 임의의 크기를 가질 수 있다. 각각의 백업 롤(105a, 105b)은 경질 금속 롤 또는 임의의 다른 적합한 롤일 수 있다. 백업 롤(105a, 105b)은 작업 롤(104a, 104b)의 수직 왜곡을 방지하기 위해 각각의 작업 롤(104a, 104b)에 결합될 수 있다. 일부 경우에, 백업 롤(105a, 105b)은 금속 기재(106)가 작업 롤(104a, 104b)들 사이를 통과함에 따라 작업 롤(104a, 104b)이 분리되지 못하도록 방지하는 데 도움을 준다. 다른 실시예에서, 백업 롤(105a, 105b)은 작업 롤의 길이를 따라 다수의 섹션으로 구성될 수 있거나, 섹션화된 백업 베어링에 의해 지지될 수 있다.
일부 실시예에서, 작업 롤(104a, 104b) 중 하나 또는 둘 모두는 예를 들어, 전기-방전 조직화(electro-discharge texturing, "EDT"), 전착 조직화(electrodeposition texturing), 전자 빔 조직화(electron beam texturing, "EBT"), 레이저 빔 조직화(laser beam texturing), 전기융착 코팅(electrofusion coating) 등을 비롯한 조직화 기술을 사용하여 조직화된다. 각각의 작업 롤(104a, 104b)을 조직화하는 것은 작업 롤(104a, 104b)의 표면의 토포그래피(예컨대, 자연적인 또는 인공적인 물리적 특징)를 변화시킨다. 일부 경우에, 각각의 작업 롤(104a, 104b)을 조직화하는 것은 각각의 작업 롤(104a, 104b)이 작업 롤(104a, 104b)의 표면 상에 집합조직을 갖게 한다. 일례에서, 작업 롤(104a, 104b) 각각은 동일한 집합조직을 갖는다(예컨대, 동일한 조직화 기술을 사용하여 조직화됨). 다른 실시예에서, 각각의 작업 롤(104a, 104b)은 상이한 집합조직을 갖는다. 또 다른 실시예에서, 작업 롤(104a, 104b) 중 하나만이 집합조직을 갖는다. 예를 들어, 작업 롤(104a)은 조직화된 작업 롤(예컨대, 조직화된 강 작업 롤)일 수 있고, 작업 롤(104b)은 집합조직을 갖지 않을 수 있거나 연질 또는 매끄러운 작업 롤(예컨대, 폴리우레탄 작업 롤)일 수 있거나, 또는 그 반대일 수 있다.
일부 실시예에서, 밀 스탠드(102)는 작업 롤(104a, 104b)에 하중 또는 힘을 인가하고 작업 롤(104a, 104b)이 금속 기재(106)에 작업 롤 압력을 인가하게 하는 유압 실린더(107a, 107b)를 포함한다. 예를 들어, 유압 실린더(107a, 107b)는 유압 실린더(107a, 107b)가 작업 롤(104a, 104b)에 하중 또는 힘을 인가하게 하여 작업 롤(104a, 104b)이 금속 기재(106)에 작업 롤 압력을 인가하게 하도록 유압 실린더(107a, 107b)를 제어하기 위한 신호를 수신할 수 있는 처리 장치에 통신가능하게 결합될 수 있다. 일례로서, 처리 장치는 가공되는 금속 기재(106)가 실질적으로 수평 방향으로 작업 롤(104a, 104b)을 통과하고 있는 경우 유압 실린더(107a, 107b)가 수직 방향으로 이동하게 하도록 유압 실린더(107a, 107b)를 제어하기 위한 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 유압 실린더(107a)가 아래로 이동하여 작업 롤(104a) 상에 하중을 인가하게 할 수 있으며, 이는 작업 롤(104a)이 금속 기재(106) 상에 작업 롤 압력을 인가하게 한다. 일부 실시예에서, 처리 장치는 작업 롤(104a, 104b)들 사이의 갭을 감소시키기 위해 각각의 유압 실린더(107a, 107b)가 수직 방향으로 이동하게 할 수 있으며, 이는 작업 롤(104a, 104b)이 금속 기재(106) 상에 작업 롤 압력을 인가하게 할 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 유압 실린더(107a)가 아래로 이동하게 하고 유압 실린더(107b)가 위로 이동하게 할 수 있으며, 이는 작업 롤(104a, 104b)이 대응하는 방식으로 이동하여 작업 롤(104a, 104b)들 사이의 갭을 감소시키게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 작업 롤(104a, 104b)은 작업 롤(104a, 104b)들 사이의 갭이 감소됨에 따라 금속 기재(106) 상에 작업 롤 압력을 인가할 수 있다. 일부 실시예에서, 작업 롤(104a, 104b) 상에 유압 실린더(107a, 107b)에 의해 인가되는 하중은 사전결정된 또는 고정된 하중(예컨대, 사전결정된 또는 고정된 양의 힘)이다. 일례로서, 처리 장치는 사전결정된 또는 고정된 하중을 나타내는 신호를 수신할 수 있고, 처리 장치는 유압 실린더(107a, 107b)가 사전결정된 또는 고정된 하중을 작업 롤(104a, 104b)에 인가하게 하도록 유압 실린더(107a, 107b)를 제어할 수 있다.
일부 실시예에서, 금속 기재(106) 상에 작업 롤(104a, 104b)에 의해 인가되는 작업 롤 압력은 금속 기재(106)의 항복 강도보다 낮다. 금속 기재(106)의 항복 강도는 금속 기재(106)의 두께 또는 게이지의 일부분을 통해 소성 변형이 발생하는 응력 또는 압력의 양(예컨대, 금속 기재(106)의 두께 또는 게이지의 상당 부분에서 영구적인 변화를 일으킬 수 있는 강도 또는 압력의 양)에 해당한다. 이러한 실시예에서, 금속 기재(106) 상에 작업 롤(104a, 104b)에 의해 인가되는 작업 롤 압력이 금속 기재(106)의 항복 강도보다 낮기 때문에, 금속 기재가 작업 롤(104a, 104b)들 사이를 통과함에 따라 금속 기재(106)의 두께는 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다(예컨대, 금속 기재의 두께가 실질적으로 감소하지 않음).
작업 롤(104a, 104b)은 작업 롤 압력을 금속 기재(106)에 인가하여 금속 기재(106)의 한쪽 또는 양쪽 표면(108, 110) 상에 집합조직, 패턴, 또는 특징부를 적용하거나 압인한다. 예를 들어, 작업 롤(104a, 104b)은 작업 롤 압력을 금속 기재(106)에 인가하여 한쪽 또는 양쪽 작업 롤(104a, 104b)의 집합조직을 금속 기재(106)의 한쪽 또는 양쪽 표면(108, 110)에 전사할 수 있다. 일례로서, 작업 롤(104a, 104b)은 작업 롤(104a)의 집합조직이 금속 기재(106)의 표면(108)에 전사되거나 적용될 수 있도록 작업 롤 압력을 금속 기재(106)에 인가할 수 있다. 다른 실시예로서, 작업 롤(104a, 104b)은 작업 롤(104b)의 집합조직이 금속 기재(106)의 표면(110)에 전사되거나 적용될 수 있도록 작업 롤 압력을 금속 기재(106)에 인가할 수 있다. 일부 실시예에서, 작업 롤(104a, 104b) 중 하나 또는 둘 모두는 금속 기재(106)의 표면에 집합조직을 적용할 수 있다. 비제한적인 예로서, 작업 롤(104a)은 집합조직을 표면(108)에 전사하기 위한 조직화된 롤(예컨대, EDT 강 작업 롤)일 수 있고, 작업 롤(104b)은 조직화되지 않을 수 있거나 연질 또는 매끄러운 작업 롤(예컨대, 폴리우레탄 작업 롤)일 수 있다. 작업 롤(104a)은 표면(108)에 집합조직을 적용할 수 있고, 작업 롤(104b)은 금속 기재(106)의 표면(110)을 변화시키지 않을 수 있다. 다른 비제한적인 예에서, 작업 롤(104a, 104b) 각각은 집합조직을 금속 기재(106)의 표면(108, 110)에 전사하기 위한 조직화된 롤(예컨대, EDT-조직화된 강 작업 롤)일 수 있다.
일부 실시예에서, 금속 기재(106)에 작업 롤(104a, 104b)에 의해 인가되는 작업 롤 압력이 금속 기재의 항복 강도보다 낮지만, 한쪽 또는 양쪽 작업 롤(104a, 104b)의 집합조직은 금속 기재(106)에 인가되는 국소 압력이 금속 기재(106)의 항복 강도보다 높은 국소 영역을 금속 기재(106)의 표면(108, 110) 상에 생성하는 토포그래피를 가질 수 있다. 예를 들어, 한쪽 또는 양쪽 작업 롤(104a, 104b) 상의 집합조직의 표면 프로파일은 금속 기재(106)의 항복 강도보다 작은 작업 롤(104a, 104b)에 의해 인가되는 작업 롤 압력과 조합하여, 표면(108, 110)에 대한 국소 압력이 금속 기재(106)의 항복 강도보다 큰 영역을 표면(108, 110) 상에 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 작업 롤(104a, 104b) 상의 집합조직에 의해 국소 영역에서 생성되는 국소 압력이 금속 기재(106)의 항복 강도보다 크기 때문에, 집합조직은 작업 롤(104a, 104b)이 표면(108, 110) 상에 국소 소성 변형 영역을 생성하고 금속 기재(106)의 한쪽 또는 양쪽 표면(108, 110)에 집합조직, 패턴, 또는 특징부를 압인하게 할 수 있다. 이러한 실시예에서, 작업 롤(104a, 104b) 상의 집합조직에 의해 표면(108, 110) 상의 국소 영역에서 생성되는 국소 압력은 금속 기재(106)의 항복 강도보다 큰 한편, 작업 롤(104a, 104b)에 의해 인가되는 작업 롤 압력은 금속 기재의 항복 강도보다 낮다. 따라서, 일부 실시예에서, 작업 롤(104a, 104b)은 금속 기재의 전체 두께를 실질적으로 변화시킴이 없이 금속 기재(106)의 한쪽 또는 양쪽 표면(108, 110) 상에 국소 소성 변형 영역을 생성하기 위해(예컨대, 집합조직을 작업 롤(104a, 104b)로부터 금속 기재의 표면(108, 110)에 전사하기 위해) 사용될 수 있다.
한쪽 또는 양쪽 작업 롤(104a, 104b)은 금속 기재(106)의 한쪽 또는 양쪽 표면(108, 110)에 집합조직, 패턴, 또는 특징부를 적용하여 금속 기재(106)의 표면적의 일정 백분율 또는 일정량을 차지하도록 구성된다. 예를 들어, 작업 롤(104a, 104b)은 금속 기재(106)의 항복 강도보다 낮은 작업 롤 압력을 인가할 수 있고, 한쪽 또는 양쪽 작업 롤(104a, 104b) 상의 집합조직의 토포그래피는 금속 기재(106)의 표면적의 일정 백분율이 한쪽 또는 양쪽 작업 롤(104a, 104b)에 의해 적용되는 집합조직로 덮이도록 금속 기재 상의 특정 영역에서 금속 기재(106)의 항복 강도보다 높은 국소 압력을 생성할 수 있다. 이러한 실시예에서, 한쪽 또는 양쪽 작업 롤 상의 집합조직의 토포그래피에 의해 생성되는 국소 압력은 금속 기재(106) 상의 특정 영역에서 금속 기재(106)의 항복 강도보다 높아 국소 소성 변형 영역이 금속 기재(106)의 표면적의 일정 백분율 상에 집합조직을 적용하게 하는 한편, 금속 기재(106)의 다른 영역에서의 작업 롤 압력은 금속 기재의 다른 영역이 소성 변형을 겪지 않도록(예컨대, 변형되지 않은 상태로 유지되도록) 금속 기재의 항복 강도보다 낮다.
비제한적인 예로서, 작업 롤(104a)은 금속 기재(106)의 항복 강도보다 낮은 작업 롤 압력을 인가할 수 있고; 작업 롤 압력은 작업 롤(104a) 상의 집합조직의 토포그래피와 함께, 작업 롤(104a, 104b)들 사이로의 금속 기재(106)의 단일 통과로 기재(106)의 표면(108)의 표면적의 대략 절반을 차지하도록 작업 롤(104a)이 기재(106)의 표면(108)의 표면적의 대략 절반 상에서 국소 소성 변형을 일으키고 작업 롤(104a)로부터 집합조직을 전사하게 하는, 항복 강도보다 높은 국소 압력을 생성한다. 이러한 실시예에서, 작업 롤(104a) 상의 집합조직은 기재(106)의 표면(108)의 표면적의 나머지 절반 상에 항복 강도보다 높은 압력을 생성하지 않으며, 이는 나머지 절반을 변형되지 않은 상태(즉, 조직화되지 않은 상태)로 그대로 둘 수 있다. 유사하게, 작업 롤(104b)은 금속 기재(106)의 항복 강도보다 낮은 작업 롤 압력을 인가할 수 있고; 작업 롤 압력은 작업 롤(104b) 상의 집합조직과 함께, 작업 롤(104a, 104b)들 사이로의 금속 기재(106)의 단일 통과로 표면(110)의 표면적의 대략 절반을 차지하도록 작업 롤(104b)이 표면(110)의 표면적의 대략 절반 상에서 국소 소성 변형을 일으키고 작업 롤(104b)로부터 집합조직을 전사하게 하는, 항복 강도보다 높은 국소 압력을 생성한다.
다른 실시예로서, 작업 롤(104a)은 금속 기재(106)의 항복 강도보다 낮은 작업 롤 압력을 인가할 수 있고; 작업 롤 압력은 작업 롤(104a) 상의 집합조직과 함께, 작업 롤(104a, 104b)들 사이로의 금속 기재(106)의 단일 통과로 표면(108)의 표면적의 대략 절반 미만을 차지하도록 작업 롤(104a)이 표면(108)의 표면적의 대략 절반 미만 상에서 국소 소성 변형을 일으키고 작업 롤(104a)로부터 집합조직을 전사하게 하는, 항복 강도보다 높은 국소 압력을 생성한다. 다른 실시예로서, 작업 롤(104b)은 금속 기재(106)의 항복 강도보다 낮은 작업 롤 압력을 인가할 수 있고; 작업 롤 압력은 작업 롤(104b) 상의 집합조직과 함께, 작업 롤(104a, 104b)들 사이로의 금속 기재(106)의 단일 통과로 표면(108)의 표면적의 대략 절반 미만을 차지하도록 작업 롤(104b)이 표면(110)의 표면적의 대략 절반 미만 상에서 국소 소성 변형을 일으키고 작업 롤(104b)로부터 집합조직을 전사하게 하는, 항복 강도보다 높은 국소 압력을 생성한다.
다른 실시예로서, 작업 롤(104a)은 금속 기재(106)의 항복 강도보다 낮은 작업 롤 압력을 인가할 수 있고; 작업 롤 압력은 작업 롤(104a) 상의 집합조직과 함께, 작업 롤(104a, 104b)들 사이로의 금속 기재(106)의 단일 통과로 표면(108)의 표면적의 대략 1/3 미만을 차지하도록 작업 롤(104a)이 표면(108)의 표면적의 대략 1/3 미만 상에서 국소 소성 변형을 일으키고 작업 롤(104a)로부터 집합조직을 전사하게 하는, 항복 강도보다 높은 국소 압력을 생성한다. 다른 실시예로서, 작업 롤(104b)은 금속 기재(106)의 항복 강도보다 낮은 작업 롤 압력을 인가할 수 있고; 작업 롤 압력은 작업 롤(104b) 상의 집합조직과 함께, 작업 롤(104a, 104b)들 사이로의 금속 기재(106)의 단일 통과로 표면(108)의 표면적의 대략 1/3 미만을 차지하도록 작업 롤(104b)이 표면(110)의 표면적의 대략 1/3 미만 상에서 국소 소성 변형을 일으키고 작업 롤(104b)로부터 집합조직을 전사하게 하는, 항복 강도보다 높은 국소 압력을 생성한다.
다른 실시예로서, 작업 롤(104a)은 금속 기재(106)의 항복 강도보다 낮은 작업 롤 압력을 인가할 수 있고; 작업 롤 압력은 작업 롤(104a) 상의 집합조직과 함께, 작업 롤(104a, 104b)들 사이로의 금속 기재(106)의 단일 통과로 표면(108)의 표면적의 대략 1/5 미만을 차지하도록 작업 롤(104a)이 표면(108)의 표면적의 대략 1/5 미만 상에서 국소 소성 변형을 일으키고 작업 롤(104a)로부터 집합조직을 전사하게 하는, 항복 강도보다 높은 국소 압력을 생성한다. 다른 실시예로서, 작업 롤(104b)은 금속 기재(106)의 항복 강도보다 낮은 작업 롤 압력을 인가할 수 있고; 작업 롤 압력은 작업 롤(104b) 상의 집합조직과 함께, 작업 롤(104a, 104b)들 사이로의 금속 기재(106)의 단일 통과로 표면(108)의 표면적의 대략 1/5 미만을 차지하도록 작업 롤(104b)이 표면(110)의 표면적의 대략 1/5 미만 상에서 국소 소성 변형을 일으키고 작업 롤(104b)로부터 집합조직을 전사하게 하는, 항복 강도보다 높은 국소 압력을 생성한다.
일부 실시예에서, 작업 롤(104a, 104b)들 사이로의 금속 기재(106)의 단일 통과 동안 집합조직에 의해 차지되는 금속 기재(106)의 표면적의 백분율 또는 양은 예를 들어, 금속 기재(106) 상에 작업 롤(104a, 104b)에 의해 인가되는 작업 롤 압력, 금속 기재(106)의 재료, 금속 기재(106)의 크기, 각각의 작업 롤(104a, 104b)의 크기 등을 비롯한 하나 이상의 인자에 의존할 수 있다.
전술된 바와 같이, 일부 실시예에서, 금속 기재(106)에 인가되는 작업 롤 압력은 작업 롤(104a, 104b) 상의 집합조직의 토포그래피와 함께, 금속 기재(106)의 표면 상에 국소 영역을 생성하며, 여기에서 이들 영역에 대한 국소 압력은 금속 기재(106)의 항복 강도보다 커서 표면 상의 이들 영역에서 국소 부분 소성 변형을 일으킨다. 이러한 실시예에서, 금속 기재(106)의 표면 상의 다른 영역에서의 압력은 금속 기재의 다른 영역이 소성 변형을 겪지 않도록(예컨대, 변형되지 않은 상태로 유지되도록) 금속 기재(106)의 항복 강도보다 낮다. 예를 들어, 작업 롤(104a, 104b)은 금속 기재(106)의 항복 강도보다 낮은 작업 롤 압력을 인가할 수 있고, 작업 롤 압력은 작업 롤(104a, 104b) 상의 집합조직과 함께, 작업 롤(104a, 104b)이 금속 기재(106)의 표면 상의 제1 부분 또는 위치 상에서 국소 소성 변형을 일으켜 금속 기재(106)의 표면이 제1 위치에서 돌기, 피크, 또는 밸리를 갖게 하는, 항복 강도보다 높은 국소 압력을 생성한다. 이 실시예에서, 표면의 나머지 위치 또는 부분은 소성 변형을 겪지 않으며, 따라서 실질적으로 변형되지 않은 상태로 유지된다.
일부 실시예에서, 금속 기재(106)의 표면에 대한 국소 압력이 단지 금속 기재(106)의 표면 상의 특정 위치에서 항복 강도보다 높은 한편, 작업 롤(104a, 104b)에 의해 인가되는 작업 롤 압력은 금속 기재의 항복 강도보다 낮기 때문에, 작업 롤(104a, 104b)은 금속 기재(106)가 한 쌍의 작업 롤(104a, 104b)들 사이를 통과함에 따라 금속 기재(106)의 전체 두께를 변화시킴이 없이 금속 기재(106)의 한쪽 또는 양쪽 표면(108, 110) 상에 국소 소성 변형 영역을 생성하기 위해(예컨대, 집합조직을 작업 롤(104a, 104b)로부터 금속 기재의 표면(108, 110)에 전사하기 위해) 사용될 수 있다. 또한, 금속 기재(106)의 표면(108, 110) 상의 국소 영역에서 한쪽 또는 양쪽 작업 롤(104a, 104b)의 집합조직에 의해 생성되는 국소 압력이 금속 기재(106)의 표면(108, 110) 상의 국소 영역에서 또는 금속 기재(106)의 폭에 걸쳐 또는 그의 길이를 따라 금속 기재(106)의 두께를 실질적으로 감소시키지 않기 때문에, 작업 롤(104a, 104b)은 금속 기재(106)가 한 쌍의 작업 롤(104a, 104b)들 사이를 통과함에 따라 금속 기재(106)의 전체 두께를 변화시킴이 없이 금속 기재(106)의 한쪽 또는 양쪽 표면(108, 110) 상에 국소 소성 변형 영역을 생성하기 위해 사용될 수 있다.
일례로서, 작업 롤(104a, 104b)은 금속 기재(106)의 두께를 측정가능하게 감소시킬 수 있는 압력의 대략 5% 내지 95%인 작업 롤 압력을 금속 기재(106)에 인가할 수 있다. 다른 실시예로서, 작업 롤(104a, 104b)은 금속 기재(106)의 두께를 측정가능하게 감소시킬 수 있는 압력의 대략 50% 내지 80%인 작업 롤 압력을 금속 기재(106)에 인가할 수 있다. 일부 실시예에서, 낮은 작업 롤 압력(예컨대, 금속 기재(106)의 항복 강도보다 낮은 압력)을 금속 기재(106)에 인가하는 것은 금속 기재(106)에 작업 롤 압력을 인가하는 작업 롤(104a, 104b)을 지지하기 위한 종래의 밀 스탠드보다 가벼운 지지 구조체의 사용을 가능하게 한다.
일부 실시예에서, 작업 롤(104a, 104b)은 금속 기재(106)가 작업 롤(104a, 104b)들 사이를 통과함에 따라 금속 기재(106)의 길이가 실질적으로 일정하게 유지되도록(예컨대, 금속 기재(106)의 길이가 실질적으로 신장되거나 증가하지 않도록) 금속 기재(106) 상에 작업 롤 압력을 인가한다. 일례로서, 금속 기재(106)에 작업 롤(104a, 104b)에 의해 인가되는 작업 롤 압력은 금속 기재(106)의 길이가 대략 0% 내지 대략 1%만큼 증가하게 할 수 있다. 다른 실시예로서, 금속 기재(106)의 길이는 금속 기재(106)가 작업 롤(104a, 104b)들 사이를 통과함에 따라 대략 0.5% 미만만큼 증가할 수 있다. 보다 구체적으로, 작업 롤(104a, 104b)은 금속 기재(106)의 항복 강도보다 낮은 작업 롤 압력을 인가하며, 이는 금속 기재(106)가 작업 롤(104a, 104b)들 사이를 통과함에 따라 금속 기재(106)의 두께가 실질적으로 감소되지(예컨대, 1%를 초과하여 감소되지) 않도록 방지할 수 있다. 조직화 동안, 금속 기재의 두께가 감소되지 않도록 방지하기 위해, 금속 기재(106)가 작업 롤(104a, 104b)들 사이를 통과함에 따라 작업 롤(104a, 104b)이 금속 기재(108)의 항복 강도보다 낮은 작업 롤 압력을 금속 기재(106) 상에 부여하도록 하중이 작업 롤(104a, 104b)에 부여된다. 금속 기재(106) 상에 작업 롤(104a, 104b)에 의해 부여되는 작업 롤 압력이 금속 기재(106)의 항복 강도보다 낮기 때문에, 금속 기재(106)의 두께는 실질적으로 일정하게 유지된다(예컨대, 금속 기재(106)의 두께가 실질적으로 일정하게 유지되고, 금속 기재(106)의 두께가 실질적으로 감소하지 않음).
다양한 실시예에서, 조직화 공정의 결과로서 금속 기재(106)의 폭에 걸친 두께의 변화는 집합조직이 적용된 후에 대략 1% 미만이다. 다양한 실시예에서, 조직화 공정 및 코일-투-코일(coil-to-coil) 가공 동안의 압연 둘 모두의 결과로서 금속 기재(106)의 폭에 걸친 두께의 변화는 대략 2% 미만이다.
전술된 바와 같이, 다수의 쌍의 작업 롤이 금속 기재의 표면 상에 다양한 집합조직, 특징부, 또는 패턴을 적용하기 위해 사용된다. 도 2는 금속 기재의 표면 상에 다수의 집합조직을 적용하기 위한 복수의 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)을 각각 포함하는 다수의 밀 스탠드(102a 내지 102f)의 개략적인 단면도이다. 도 2에 도시된 실시예에서, 각각의 밀 스탠드(102a 내지 102f)는 도 1의 밀 스탠드(102)와 실질적으로 동일한 방식으로 구성될 수 있고, 복수의 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b) 내의 각각의 작업 롤은 도 1의 작업 롤(104a, 104b)과 실질적으로 동일한 방식으로 구성될 수 있다. 도 2가 6개의 밀 스탠드를 예시하지만, 임의의 적합한 수의 스탠드가 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 각각의 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)은 금속 기재(106)가 각각의 쌍의 작업 롤(200a, 200b, 202a, 202b, 204a, 204b, 206a, 206b, 208a, 208b)들 사이를 통과함에 따라 금속 기재(106)에 작업 롤 압력을 인가하여 금속 기재(106)의 표면(예컨대, 도 1의 표면(108)) 상에 집합조직을 적용한다. 일부 실시예에서, 임의의 적합한 조직화 기술이 각각의 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b) 내의 적어도 하나의 작업 롤에 적용되어 각각의 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b) 내의 작업 롤이 집합조직을 갖게 한다. 일부 경우에, 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b) 중 적어도 하나의 작업 롤의 집합조직 중 적어도 하나는 다른 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)의 집합조직과 상이하다. 이러한 방식으로, 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)의 작업 롤 상의 집합조직이 금속 기재(106)의 표면 상에 적용되어 금속 기재(106)의 표면 상에 상이한 집합조직을 적용할 수 있다.
일례로서, 작업 롤(200a, 200b) 중 하나 또는 둘 모두는 금속 기재(106)가 한 쌍의 작업 롤(200a, 200b)들 사이를 통과함에 따라 금속 기재(106)의 표면에 적용될 수 있는 제1 집합조직을 가질 수 있다. 작업 롤(202a, 202b) 중 하나 또는 둘 모두는 제1 집합조직과 상이한 그리고 금속 기재(106)가 한 쌍의 작업 롤(202a, 202b)들 사이를 통과함에 따라 금속 기재(106)의 표면에 적용될 수 있는 제2 집합조직을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 작업 롤(200a, 200b)에 의해 금속 기재(106)의 표면에 전사되거나 적용되는 제1 집합조직은 작업 롤(202a, 202b)에 의해 금속 기재(106)의 표면에 적용되거나 전사되는 제2 집합조직과 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 집합조직은 제2 집합조직의 크기, 형상, 깊이, 높이, 조도, 및/또는 밀집도와 상이한 크기, 형상, 깊이, 높이, 조도, 및/또는 밀집도를 가질 수 있다. 예시적인 실시예로서, 작업 롤(200a, 200b)에 의해 적용되는 제1 집합조직은 금속 기재(106)의 표면의 제1 부분이 밸리를 포함할 수 있는 음으로 왜곡된 영역이 되게 할 수 있고, 작업 롤(202a, 202b)에 의해 적용되는 제2 집합조직은 금속 기재(106)의 표면의 제2 부분이 돌기 또는 피크를 포함할 수 있는 양으로 왜곡된 영역이 되게 할 수 있다. 이러한 실시예에서, 각각의 돌기, 피크, 또는 밸리는 임의의 형상 또는 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 각각의 돌기, 피크, 또는 밸리는 0 미크론 내지 20 미크론의 깊이 또는 높이를 가질 수 있다. 다른 예로서, 각각의 돌기, 피크, 또는 밸리는 0 미크론 내지 10 미크론의 깊이 또는 높이를 가질 수 있다. 다른 예로서, 각각의 돌기, 피크, 또는 밸리는 1 미크론 내지 8 미크론의 높이 또는 깊이를 가질 수 있다. 또 다른 예로서, 각각의 돌기, 피크, 또는 밸리는 5 미크론 내지 7 미크론의 깊이 또는 높이를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 돌기, 피크, 또는 밸리는 임의의 적합한 높이, 깊이, 형상, 또는 크기를 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 금속 기재(106) 상에 적용되는 돌기, 피크, 또는 밸리 또는 집합조직의 높이, 깊이, 형상, 또는 크기는 금속 기재(106)의 원하는 응용 또는 사용에 따라 변할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 집합조직에 의해 생성되는 음으로 왜곡된 영역은 제2 집합조직에 의해 생성되는 양으로 왜곡된 영역 내의 돌기 또는 피크의 높이와 상이한 깊이를 갖는 밸리를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예로서, 제1 집합조직은 금속 기재(106)의 제1 부분이 일정 밀집도의 밸리를 갖게 할 수 있고, 제2 집합조직은 금속 기재의 제2 부분이 상이한 밀집도의 돌기 또는 피크를 갖게 할 수 있다. 이러한 실시예에서, 한 쌍의 작업 롤(200a, 200b)이 금속 기재(106) 상에 음으로 왜곡된 영역을 생성하고, 한 쌍의 작업 롤(202a, 202b)이 금속 기재(106) 상에 양으로 왜곡된 영역을 생성하지만, 본 개시는 이러한 구성으로 제한되지 않는다. 오히려, 다른 실시예에서, 한 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b)은 금속 기재(106)의 표면에 임의의 집합조직을 적용할 수 있다.
원하는 경우, 작업 롤(204a, 204b) 중 하나 또는 둘 모두는 금속 기재(106)가 한 쌍의 작업 롤(204a, 204b)들 사이를 통과함에 따라 금속 기재(106)의 표면에 적용될 수 있는 제3 집합조직을 가질 수 있다. 작업 롤(206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b) 중 임의의 것은 제1, 제2 및 제3 집합조직과 동일하거나 상이한 집합조직을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 한 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b) 중 하나 이상의 작업 롤은 다른 쌍의 작업 롤과 동일한 집합조직을 금속 기재(106)의 표면에 적용할 수 있다. 하나의 비제한적인 예로서, 작업 롤(200a, 200b) 중 하나 또는 둘 모두는 금속 기재(106)의 표면에 제1 집합조직을 적용할 수 있고, 작업 롤(202a, 202b) 중 하나 또는 둘 모두는 금속 기재(106)의 표면에 제2 집합조직을 적용할 수 있으며, 작업 롤(204a, 204b) 중 하나 또는 둘 모두는 금속 기재(106)의 표면에 제3 집합조직을 적용할 수 있다. 작업 롤(206a, 206b) 중 하나 또는 둘 모두는 작업 롤(200a, 200b)과 동일한 집합조직(예컨대, 제1 집합조직)를 가질 수 있고, 금속 기재(106)의 표면 상에 제1 집합조직을 적용할 수 있거나, 또는 작업 롤(206a, 206b) 중 하나 또는 둘 모두는 작업 롤(202a, 202b)과 동일한 집합조직(예컨대, 제2 집합조직)를 가질 수 있다. 작업 롤(208a, 208b) 중 하나 또는 둘 모두는 작업 롤(202a, 202b)과 동일한 집합조직(예컨대, 제2 집합조직)를 가질 수 있고, 금속 기재(106)의 표면 상에 제2 집합조직을 적용할 수 있거나, 또는 작업 롤(208a, 208b) 중 하나 또는 둘 모두는 작업 롤(200a, 200b)과 동일한 집합조직(예컨대, 제1 집합조직)를 가질 수 있다. 작업 롤(210a, 210b) 중 하나 또는 둘 모두는 작업 롤(204a, 204b)과 동일한 집합조직(예컨대, 제3 집합조직)를 가질 수 있고, 금속 기재(106)의 표면 상에 제3 집합조직을 적용할 수 있거나, 또는 작업 롤(210a, 210b) 중 하나 또는 둘 모두는 작업 롤(200a, 200b 또는 202a, 202b)과 동일한 집합조직(예컨대, 제1 또는 제2 집합조직)를 가질 수 있다. 일부 경우에, 작업 롤은 단지 2가지 집합조직만이 금속 기재(106)에 적용되도록 구성되고; 다른 경우에, 작업 롤은 3가지 초과의 집합조직이 적용되도록 구성된다.
다른 비제한적인 예로서, 한쪽 또는 양쪽 작업 롤(200a, 200b)은 제1 집합조직을 금속 기재(106)의 표면에 적용할 수 있고, 한쪽 또는 양쪽 작업 롤(202a, 202b 및/또는 204a, 204b)은 동일한 집합조직(예컨대, 제1 집합조직)를 금속 기재(106)의 표면에 적용할 수 있다. 한쪽 또는 양쪽 작업 롤(206a, 206b)은 제2 집합조직을 금속 기재(106)의 표면에 적용할 수 있고, 한쪽 또는 양쪽 작업 롤(208a, 208b 및/또는 210a, 210b)은 동일한 집합조직(예컨대, 제2 집합조직)를 금속 기재(106)의 표면에 적용할 수 있다.
금속 기재(106)는 각각의 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b 및/또는 210a, 210b)들 사이를 1회 이상 통과할 수 있다. 하나의 비제한적인 예로서, 작업 롤(200a, 200b) 중 하나 또는 둘 모두는 금속 기재(106)의 표면에 제1 집합조직을 적용할 수 있고, 작업 롤(202a, 202b) 중 하나 또는 둘 모두는 금속 기재(106)의 표면에 제2 집합조직을 적용할 수 있으며, 작업 롤(204a, 204b) 중 하나 또는 둘 모두는 금속 기재(106)의 표면에 제3 집합조직을 적용할 수 있다. 금속 기재(106)는 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b 및/또는 204a, 204b)들 사이를 추가로 통과할 수 있으며, 이는 금속 기재(106)의 표면 상에 제1, 제2, 및 제3 집합조직을 재-적용할 수 있다. 원하는 경우, 작업 롤(206a, 206b; 208a, 208b 및/또는 210a, 210b)은 제1, 제2, 및/또는 제3 집합조직의 임의의 원하는 조합을 적용할 수 있거나, 상이한 집합조직을 적용할 수 있다. 다른 조합 및 변형이 구상된다.
다양한 실시예에서, 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b) 중 하나 이상은 작업 롤이 금속 기재(106) 상에 원하는 평탄도 프로파일(예컨대, 실질적으로 평탄형, 만곡형, 파형 등)을 제공할 수 있고 금속 기재(106)의 토포그래피를 평활하게 할 수 있도록 비교적 매끄러운 외부 표면을 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 다른 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b) 중 하나 이상은 작업 롤이 금속 기재(106)의 전체 두께를 감소시킴이 없이 금속 기재(106)의 표면 상에 다양한 집합조직, 특징부, 또는 패턴을 압인할 수 있도록 조직화된 표면을 가질 수 있다. 예를 들어, 작업 롤(200a, 200b)은 각각 작업 롤(200a, 200b)이 금속 기재(106) 상에 원하는 평탄도 프로파일을 제공할 수 있고 금속 기재(106)의 토포그래피를 평활하게 할 수 있도록(예컨대, 약 0.4 내지 0.6 μm보다 낮은 표면 조도를 갖도록) 비교적 매끄러운 외부 표면을 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 작업 롤(210a)은 작업 롤(210a)이 금속 기재(106)의 전체 두께를 감소시킴이 없이 금속 기재(106)의 표면 상에 집합조직, 특징부, 또는 패턴을 압인할 수 있도록 표면 집합조직을 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 작업 롤(200a, 200b)이 각각 금속 기재(106) 상에 원하는 평탄도 프로파일을 제공하고 금속 기재(106)의 토포그래피를 평활하게 하기 위해 비교적 매끄러운 표면을 가질 수 있고, 작업 롤(210a)이 금속 기재(106)의 표면 상에 집합조직, 특징부, 또는 패턴을 압인하기 위한 표면 집합조직을 가질 수 있지만, 본 개시는 이러한 구성으로 제한되지 않는다. 오히려, 다른 실시예에서, 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b) 중 임의의 작업 롤이 금속 기재(106) 상에 원하는 평탄도 프로파일을 제공하고 금속 기재(106)의 토포그래피를 평활하게 하기 위해 비교적 매끄러운 표면을 가질 수 있고, 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b) 중 임의의 작업 롤이 금속 기재(106)의 표면 상에 집합조직, 특징부, 또는 패턴을 압인하기 위한 표면 집합조직을 가질 수 있다.
이러한 방식으로, 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)은 금속 기재가 복수의 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)들 사이를 통과함에 따라 금속 기재(106)의 표면 상에 집합조직, 패턴, 또는 특징부의 임의의 조합을 적용할 수 있다.
일부 실시예에서, 다양한 집합조직이 중첩 또는 인접 방식으로 금속 기재(106)의 표면 상에 적용될 수 있다. 일례로서, 한쪽 또는 양쪽 작업 롤(200a, 200b)은 금속 기재(106)의 표면 상의 제1 위치에서 제1 집합조직을 적용할 수 있고, 한쪽 또는 양쪽 작업 롤(202a, 202b)은 제1 집합조직과 중첩되도록 금속 기재(106)의 표면 상에 제2 집합조직을 적용할 수 있으며, 한쪽 또는 양쪽 작업 롤(204a, 204b)은 제1 위치에 인접한(예컨대, 제1 및 제2 집합조직의 위치에 인접한) 금속 기재(106)의 표면 상의 제2 위치에서 제3 집합조직을 적용할 수 있다. 다양한 다른 패턴이 고려된다.
일부 실시예에서, 금속 기재(106)를 복수의 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)들 사이로 통과시키는 것은 복수의 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)들 사이로의 금속 기재(106)의 단일 통과 후에 금속 기재(106)가 이중 또는 삼중 표면을 갖게 할 수 있다. 이중 표면은 2가지 집합조직, 특징부, 또는 패턴을 갖는 표면을 지칭한다. 삼중 표면은 3가지 집합조직, 특징부, 또는 패턴을 갖는 표면을 지칭한다. 금속 기재(106)는 복수의 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)들 사이로의 금속 기재의 단일 통과 후에 금속 기재(106)의 표면 상에 임의의 수의 집합조직, 특징부, 또는 패턴을 가질 수 있다.
각각의 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)은 금속 기재(106)의 표면적의 일정 백분율 또는 일정량을 차지하도록 금속 기재(106)의 표면에 집합조직, 패턴, 또는 특징부를 적용할 수 있다. 예를 들어, 각각의 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)은 한 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)들 사이로의 금속 기재(106)의 단일 통과로 금속 기재(106)의 표면적의 대략 절반 미만을 차지하는 상이한 집합조직을 금속 기재(106)의 표면에 적용할 수 있다. 일부 경우에, 각각의 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)은 한 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)들 사이로의 금속 기재(106)의 단일 통과로 금속 기재(106)의 표면적의 대략 1/3 미만을 차지하는 상이한 집합조직을 금속 기재(106)의 표면에 적용할 수 있다. 일례로서, 한 쌍의 작업 롤(200a, 200b)은 한 쌍의 작업 롤(200a, 200b)들 사이로의 금속 기재(106)의 단일 통과로 표면의 대략 20%를 차지하는 제1 집합조직을 금속 기재(106)의 표면 상에 적용할 수 있다. 한 쌍의 작업 롤(202a, 202b)은 한 쌍의 작업 롤(202a, 202b)들 사이로의 금속 기재(106)의 단일 통과로 금속 기재(106)의 표면의 대략 6%를 차지하는 제2 집합조직을 금속 기재(106)의 표면 상에 적용할 수 있다. 한 쌍의 작업 롤(204a, 204b)은 한 쌍의 작업 롤(204a, 204b)들 사이로의 금속 기재(106)의 단일 통과로 표면의 대략 15%를 차지하는 제3 집합조직을 금속 기재(106)의 표면 상에 적용할 수 있다. 다른 변형 및 조합이 가능하다.
일부 실시예에서, 각각의 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)은 금속 기재(106) 상에 작업 롤 압력을 인가한다. 작업 롤 압력은 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b) 상의 집합조직, 패턴, 또는 특징부에 의해 생성되는 압력과 함께, 금속 기재(106)의 표면 상에 집합조직, 패턴, 또는 특징부를 적용하기 위해 금속 기재(106)의 표면 상에서 국소 소성 변형을 일으킨다. 각각의 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)에 의해 인가되는 작업 롤 압력은 동일하거나 상이할 수 있다. 비제한적인 예로서, 한 쌍의 작업 롤(200a, 200b)은 금속 기재의 표면 상에 제1 집합조직을 적용하기 위해 금속 기재(106) 상에 제1 작업 롤 압력을 인가할 수 있다. 한 쌍의 작업 롤(202a, 202b)은 금속 기재의 표면 상에 다른 집합조직을 적용하기 위해 금속 기재(106) 상에 제2 작업 롤 압력을 인가할 수 있다. 전술된 바와 같이, 금속 기재(106) 상에 각각의 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)에 의해 인가되는 작업 롤 압력은 금속 기재의 항복 강도보다 낮으며, 이는 금속 기재(106)가 각각의 쌍의 작업 롤들 사이를 통과함에 따라 금속 기재의 두께를 실질적으로 일정하게 유지시키게(예컨대, 감소되지 않게) 할 수 있다. 이러한 방식으로, 복수의 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)은 금속 기재(106)가 복수의 쌍의 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)들 사이를 통과함에 따라 금속 기재(106)의 두께가 실질적으로 감소함이 없이 금속 기재의 표면 상에 다양한 집합조직을 적용할 수 있다.
한 쌍 초과의 작업 롤(작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 및/또는 210a, 210b)과 같은, 그러나 이에 제한되지 않음)을 사용하여 금속 기재(106)의 표면 상에 상이한 집합조직, 패턴, 또는 특징부를 적용하는 것은 금속 기재(106)가 향상된 특성을 갖게 할 수 있다. 예를 들어, (예컨대, 작업 롤(200a)과 같은 제1 작업 롤에 의해) 금속 기재(106)의 표면의 일부분에 적용되는 제1 집합조직은 표면의 제1 부분이 돌기 또는 피크를 포함하는(예컨대, 금속 기재(106)의 표면 밖으로 연장되는 피크를 갖는) 양으로 왜곡된 영역이 되게 할 수 있으며, 이는 금속 기재(106)의 디-스태킹 능력을 증가시키거나 금속 기재(106)의 전기 상수 저항(electrical constant resistance)을 감소시킬 수 있다. (예컨대, 작업 롤(202a)과 같은 제2 작업 롤에 의해) 금속 기재(106)의 표면의 제2 부분에 적용되는 제2 집합조직은 표면의 제2 부분이 밸리를 포함하는(예컨대, 금속 기재(106)의 표면 내로 연장되는 밸리를 갖는) 음으로 왜곡된 영역이 되게 할 수 있으며, 이는 금속 기재(106) 상에 저장되고 유지되는 윤활제의 부피를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 도 3은 양으로 왜곡된 영역(304) 내에 음으로 왜곡된 영역(302)을 갖는 금속 기재의 이미지이다.
도 4는 금속 기재 표면 상의 양으로 왜곡된 영역 내에 포함될 수 있는 미세한 돌기의 실시예를 보여주는 그래프이다. 도 4에 도시된 실시예에서, 그래프는 본 개시의 일례에 따른, 금속 기재의 표면 밖으로 연장되는 피크(402, 404)를 보여준다. 도 4에 도시된 실시예에서, 선 또는 축(406)은 금속 기재의 길이 또는 폭을 따른 금속 기재의 표면 상의 돌기의 높이의 평균 또는 평균값을 나타낸다.
도 5는 금속 기재 표면 상의 음으로 왜곡된 영역 내에 포함될 수 있는 미세한 밸리의 실시예를 보여주는 그래프이다. 도 5에 도시된 실시예에서, 그래프는 본 개시의 일례에 따른, 금속 기재의 표면 내로 연장되는 밸리(502, 504)를 보여준다. 도 5에 도시된 실시예에서, 선 또는 축(506)은 금속 기재의 길이 또는 폭을 따른 금속 기재의 표면 상의 돌기의 높이의 평균 또는 평균값을 나타낸다.
다시 도 2를 참조하면, (예컨대, 작업 롤(204a)과 같은 제3 작업 롤에 의해) 금속 기재(106)의 표면의 다른 부분에 적용되는 제3 집합조직은 표면의 상기 부분이 증가된 광학 특성(예컨대, 증가된 경면 반사성(specularity))을 갖게 할 수 있다. 다른 실시예에서, 금속 기재(106)의 표면 상에 적용되는 다양한 집합조직, 패턴, 또는 특징부는 금속 기재(106)가 증가된 저항 스폿 용접성, 개선된 접착력, 성형 도구 상에서의 감소된 골링, 금속 기재(106)의 표면 상의 광택 마감(예컨대, 약간 무광택 외양을 갖는 비교적 균일한 광택도), 표면 상의 등방성 마감(예컨대, 모든 방향으로 실질적으로 동일한 표면), 마찰 균일성 등을 이에 제한됨이 없이 포함하는 임의의 다른 향상된 특성을 갖게 할 수 있다.
일부 실시예에서, 한 쌍 초과의 작업 롤(작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 및/또는 210a, 210b)과 같은, 그러나 이에 제한되지 않음)은 금속 기재 압연 공정의 임의의 부분 동안 금속 기재(106)의 표면 상에 상이한 집합조직, 패턴, 또는 특징부를 적용하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)은 연속 어닐링 라인 또는 표면 마무리 라인에서 고용화 열 처리(solution heat treatment) 단계 전에, 세정 및 린싱(rinsing) 단계 전에, 표면 전처리를 적용하기 전에, 고용화 열 처리 및 세정 단계 후에, 기타 등등에 금속 기재(106)에 상이한 집합조직을 적용할 수 있다. 다른 예로서, 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)은 예를 들어 주위 온도(예컨대, 섭씨 20 내지 25도), 최대 섭씨 100도 이상의 온도, 또는 임의의 다른 온도를 비롯한 다양한 온도에서 금속 기재(106)에 상이한 집합조직을 적용할 수 있다.
도 2가 6개의 스탠드 및 6쌍의 작업 롤을 예시하지만, 임의의 수의 스탠드, 작업 롤, 또는 복수의 쌍의 작업 롤이 금속 기재의 표면 상에 상이한 집합조직, 패턴, 또는 특징부를 적용하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 도 2가 특정 구성의(예컨대, 수평 시퀀스 또는 선형 배열의) 작업 롤(200a, 200b; 202a, 202b; 204a, 204b; 206a, 206b; 208a, 208b; 210a, 210b)을 예시하지만, 임의의 구성의 다수의 작업 롤이 금속 기재의 표면 상에 상이한 집합조직, 패턴, 또는 특징부를 적용하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 임의의 수의 작업 롤들 또는 복수의 쌍의 작업 롤들 사이로의 금속 기재(예컨대, 금속 기재(106))의 통과의 횟수는 금속 기재의 표면 상에 원하는 특성 또는 집합조직을 달성하기 위해 변할 수 있다. 또한, 작업 롤로부터 전사되는 집합조직이 차지하는 금속 기재의 표면적의 백분율 또는 양은 금속 기재의 표면 상에 원하는 특성 또는 집합조직을 달성하기 위해 변할 수 있다. 또한, 금속 기재에 적용되는 상이한 집합조직의 수는 금속 기재의 표면 상에 원하는 특성 또는 집합조직을 달성하기 위해 변할 수 있다. 또한, 금속 기재에 적용되는 특정 집합조직은 금속 기재의 표면 상에 원하는 특성 또는 집합조직을 달성하기 위해 변할 수 있다.
도 6은 금속 기재의 표면 상에 다수의 미세-집합조직, 특징부, 또는 패턴을 갖는 금속 기재의 이미지이다. 도 6에 도시된 실시예에서, 이미지는 본 개시의 일례에 따른, 금속 기재의 표면 상의 매끄러운 조직화된 영역(602) 및 거친 조직화된 영역(604)을 보여준다. 이러한 실시예에서, 금속 기재는 이중 또는 삼중 표면 집합조직(예컨대, 2가지 또는 3가지 상이한 집합조직의 조합을 포함하는 표면)를 가질 수 있다.
도 7은 본 개시의 일례에 따른, 음으로 왜곡된 영역을 포함하는 금속 기재의 실시예를 보여주는 그래프이다. 도 7에 도시된 실시예에서, 그래프는 금속 기재의 표면 프로파일을 나타내는 축(702)을 보여준다. 이러한 실시예에서, 그래프는 본 개시의 일례에 따른, 금속 기재의 전체 음의 왜도(negative skewness)을 생성할 수 있는, 금속 기재의 표면 내로 연장되는 밸리(704, 706)를 보여준다. 이러한 실시예에서, 그래프는 또한 금속 기재의 표면으로부터 돌출되거나 연장되는 작은 피크 또는 돌기를 보여준다.
일부 실시예에서, 본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 임의의 수 또는 유형의 작업 롤, 밀 스탠드, 작업 스탠드 등이 금속 기재의 표면 상에 집합조직을 적용하기 위해 사용될 수 있다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 일부 실시예에서, 작업 스탠드(802)는 한 쌍의 수직으로 정렬된 작업 롤(804a, 804b)을 포함할 수 있다. 작업 롤(804a, 804b)은 도 1의 작업 롤(104a, 104b)과 실질적으로 동일한 방식으로 구성될 수 있다. 금속 기재(806)의 조직화 동안 금속 기재(806)를 수용하도록 구성되는 갭(808)이 작업 롤(804a, 804b)들 사이에 한정된다. 가공 동안, 작업 롤(804a, 804b)은 금속 기재(806)가 가공 방향(801)으로 갭(808)을 통과함에 따라, 각각 금속 기재(806)의 상부 표면(810) 및 하부 표면(812)과 접촉하여 그에 작업 롤 압력을 인가하도록 구성된다.
작업 롤(804a, 804b)은 대체로 실린더형일 수 있으며, 예를 들어 강, 황동, 및 다양한 다른 적합한 재료와 같은 다양한 재료로 제조될 수 있다. 작업 롤(804a, 804b)은 작업 롤(804a, 804b)을 구동시키고 작업 롤(804a, 804b)을 회전시키기 위한 모터 또는 다른 적합한 장치에 의해 구동될 수 있다. 각각의 작업 롤(804a, 804b)은 가공 동안 금속 기재(806)의 표면(810, 812)과 접촉하는 외부 표면(814)을 갖는다. 일부 실시예에서, 작업 롤(804a, 804b) 중 하나의 외부 표면(814)은 금속 기재(806)의 들어오는 스트립(예컨대, 약 0.4 내지 0.6 μm보다 낮은 표면 조도를 가짐)과 동일한 조도를 갖거나 그보다 매끄러우며, 따라서 가공 동안, 작업 롤의 외부 표면(814)은 금속 기재(806)의 표면(810 또는 812)의 토포그래피를 평활하게 한다. 이러한 실시예에서, 작업 롤(804a, 804b) 중 다른 하나의 작업 롤은 작업 롤이 금속 기재(806)의 전체 두께를 감소시킴이 없이 금속 기재(806)의 다른 하나의 표면(810 또는 812) 상에 집합조직, 특징부, 또는 패턴을 압인할 수 있도록 표면 집합조직을 가질 수 있다. 일례로서, 작업 롤(804a)의 외부 표면(814)은 표면(810)의 토포그래피를 평활하게 하기 위해 금속 기재(806)와 동일한 조도를 갖거나 그보다 매끄러울 수 있다. 이러한 실시예에서, 작업 롤(804b)의 외부 표면(814)은 작업 롤(804b)이 금속 기재(806)의 전체 두께를 감소시킴이 없이 금속 기재(806)의 다른 하나의 표면(812) 상에 집합조직, 특징부, 또는 패턴을 압인할 수 있도록 표면 집합조직을 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 작업 롤(804a)이 표면(810)을 평활하게 하기 위한 표면을 갖고, 작업 롤(804b)이 표면(812) 상에 집합조직, 특징부, 또는 패턴을 압인하기 위한 표면 집합조직을 갖지만, 본 개시는 이러한 구성으로 제한되지 않는다. 오히려, 다른 실시예에서, 작업 롤(804a, 804b) 중 하나 또는 둘 모두는 표면(810 및/또는 812) 상에 집합조직, 특징부, 또는 패턴을 압인하기 위한 표면 집합조직을 가질 수 있다. 또 다른 실시예로서, 작업 롤 중 하나 또는 둘 모두는 조도를 갖지 않거나 금속 기재(806)의 들어오는 스트립보다 매끄러울 수 있다.
다른 실시예에서, 작업 롤(804a, 804b)의 외부 표면(들)(814)은 상세히 전술된 바와 같이, 금속 기재(806)가 갭(808)을 통과함에 따라 금속 기재(806)의 표면(810, 812) 중 하나 또는 둘 모두 상에 적어도 부분적으로 전사되는 하나 이상의 집합조직을 포함한다. 표면 조도는 광학 간섭법 기술 또는 다른 적합한 방법을 사용하여 정량화될 수 있다. 다양한 실시예에서, 한쪽 또는 양쪽 작업 롤(804a, 804b)은 전기-방전 조직화(EDT), 전착 조직화, 전자 빔 조직화(EBT), 레이저 빔 조직화, 전기융착 코팅 및 다양한 다른 적합한 기술을 이에 제한됨이 없이 포함하는 다양한 조직화 기술을 통해 조직화될 수 있다.
일부 실시예에서, 금속 기재(806)에 작업 롤(804a, 804b)에 의해 인가되는 작업 롤 압력은 금속 기재(806)의 두께 및 금속 기재(806)의 길이가 실질적으로 일정하게 유지되도록 허용한다(예컨대, 금속 기재(806)의 전체 두께가 실질적으로 감소하지 않고, 금속 기재(806)의 길이가 실질적으로 증가하지 않음). 일례로서, 작업 롤(804a, 804b)에 의해 인가되는 작업 롤 압력은 금속 기재(806)의 두께가 약 0.0% 내지 약 1.0%만큼 감소하게 할 수 있다. 예를 들어, 금속 기재(806)의 두께는 금속 기재(806)가 갭(808)을 통과함에 따라 약 0.5% 미만만큼 감소할 수 있다. 일례로서, 금속 기재(806)의 두께는 약 0.2% 또는 약 0.1% 미만만큼 감소할 수 있다. 다양한 실시예에서, 작업 롤(804a, 804b)은 작업 롤 압력이 전형적으로 재료의 항복점보다 작은(그리고 흔히 훨씬 더 작은) 약 2 내지 45 MPa이도록 금속 기재(806)를 가공한다. 하나의 비제한적인 예로서, 일부 경우에, 작업 롤 압력은 약 15 MPa일 수 있다.
일부 실시예에서, 작업 스탠드(802)는 하나 이상의 중간 롤(819a, 819b)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 중간 롤(819a, 819b)은 대체로 실린더형일 수 있고, 예를 들어 강, 황동, 또는 다양한 다른 적합한 재료와 같은 다양한 재료로 제조될 수 있다. 중간 롤(819a, 819b)은 각각 작업 롤(804a, 804b)의 직경 및 강성과 동일하거나 그보다 큰 직경 및 강성을 가질 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
작업 스탠드(802)는 또한 복수의 액추에이터 또는 베어링(816a, 816b) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 액추에이터(816a, 816b)는 예를 들어 강, 황동, 또는 다양한 다른 적합한 재료와 같은 다양한 재료로 제조될 수 있다. 액추에이터(816a, 816b)는 각각 작업 롤(804a, 804b)의 직경 및 강성보다 큰 직경을 가질 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 액추에이터(816a, 816b)의 수 또는 위치는 본 개시를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다. 예를 들어, 도 8은 각각의 작업 롤(804a, 804b)의 대응하는 영역에서 2개의 액추에이터(816a, 816b)의 구성의 실시예를 예시한다. 그러나, 다른 실시예에서, 하나의 액추에이터(816a, 816b) 또는 2개 초과의 액추에이터(816a, 816b)가 각각의 작업 롤(804a, 804b)의 특정 영역에 제공될 수 있다. 복수의 액추에이터(816a, 816b)가 제공되는 일부 실시예에서, 액추에이터(816a, 816b)는 하나 이상의 열로 배열될 수 있다. 그러나, 액추에이터(816a, 816b)의 수 또는 구성은 본 개시를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다. 도 9를 참조하면, 액추에이터(816a, 816b)의 각각의 열 내에서, 인접 액추에이터(816a, 816b)는 인접 액추에이터(816a, 816b)의 인접 단부들 사이의 거리인 액추에이터 간격만큼 이격될 수 있다. 다양한 실시예에서, 액추에이터 간격은 약 1 mm 내지 대략 각각의 액추에이터의 폭이다.
일부 실시예에서, 복수의 액추에이터(816a, 816b)는 각각 중간 롤(819a, 819b)을 통해 각각의 작업 롤(804a, 804b) 상에 국소 힘을 부여하기 위해 제공된다. 예를 들어, 액추에이터(816a)는 중간 롤(819a)을 따라 제공되고, 중간 롤(819a) 상에 베어링 하중을 인가하도록 구성되며, 이러한 중간 롤(819a)은 이어서 하중을 작업 롤(804a)에 전달하여, 작업 롤(804a)이 금속 기재(806)의 표면(810)에 작업 롤 압력을 인가하게 한다. 유사하게, 액추에이터(816b)는 중간 롤(819b)을 따라 제공되고, 중간 롤(819b) 상에 베어링 하중을 인가하도록 구성되며, 이러한 중간 롤(819b)은 이어서 하중을 작업 롤(804b)에 전달하여, 작업 롤(804b)이 금속 기재(806)의 표면(812)에 작업 롤 압력을 인가하게 한다. 예를 들어, 다양한 경우에, 베어링(816a, 816b)은 금속 기재(806)가 이동 방향(801)으로 수평으로 이동할 때 수직 베어링 하중을 인가한다. 일부 실시예에서, 베어링 하중은 약 2kgf 내지 약 20,000 kgf이다. 일부 실시예에서, 베어링(816a, 816b) 중 적어도 일부는 작업 롤(804a, 804b)의 폭을 따른 별개의 위치에서의 국소 압력이 독립적으로 제어될 수 있도록 각각의 작업 롤(804a, 804b)에 대해 독립적으로 조절가능하다. 다른 실시예에서, 2개 이상의 베어링(816a, 816b)이 동시에 조절될 수 있다.
도 8에 예시된 바와 같이, 중간 롤(819a)은 작업 롤(804a)을 지지하고, 중간 롤(819b)은 작업 롤(804b)을 지지한다. 2개의 중간 롤(819a)이 작업 롤(804a)과 함께 도시되고, 2개의 중간 롤(819b)이 작업 롤(804b)과 함께 도시되지만, 중간 롤(819a, 819b)의 수는 본 개시를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다. 오히려, 다른 실시예에서, 임의의 수의 중간 롤(819a, 819b)이 임의의 수의 작업 롤(804a, 804b)을 지지하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 중간 롤(819a, 819b)은 금속 기재(806)가 갭(808)을 통과함에 따라 작업 롤(804a, 804b)이 분리되지 못하도록 방지하는 데 도움을 주기 위해 제공된다. 일부 실시예에서, 중간 롤(819a, 819b)은 각각의 액추에이터(816a, 816b)로부터 각각의 작업 롤(804a, 804b) 상에 국소 힘을 전달하기 위해 추가로 제공된다.
도 8에 도시된 실시예에서는, 중간 롤(819a, 819b)이 예시되지만, 일부 실시예에서는, 중간 롤(819a, 819b)이 생략될 수 있고, 액추에이터(816a, 816b)가 각각 작업 롤(804a, 804b) 상에 직접적으로 또는 간접적으로 힘을 부여할 수 있다.
다양한 실시예에서, 액추에이터(816a)는 작업 롤(804a) 상에 힘을 부여하기 위해 제공되고, 액추에이터(816b)는 작업 롤(804b) 상에 힘을 부여하기 위해 제공된다. 액추에이터(816a, 816b)의 수 및 구성은 액추에이터(816a, 816b)의 수 및 구성이 원하는 대로 달라질 수 있기 때문에 본 개시를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다. 다양한 실시예에서, 액추에이터(816a, 816b)는 가공 방향(801)에 실질적으로 수직하게 배향된다. 일부 실시예에서, 각각의 액추에이터(816a, 816b)는 각각의 액추에이터(816a, 816b)의 폭에 걸쳐 크라운(crown) 또는 챔퍼(chamfer)를 갖는 프로파일을 가지며, 여기에서 크라운은 일반적으로 액추에이터의 에지와 중심선 사이의 직경의 차이를 지칭한다(예컨대, 액추에이터는 배럴형(barrel-shaped)임). 크라운 또는 챔퍼는 높이가 약 0 μm 내지 약 50 μm일 수 있다. 하나의 비제한적인 실시예에서, 크라운은 약 30 μm이다. 다른 비제한적인 실시예에서, 크라운은 약 20 μm이다. 일부 실시예에서, 액추에이터(816a, 816b)의 크라운은 각각 작업 롤(804a, 804b) 상에 부여되는 힘을 추가로 제어하도록 제어될 수 있다. 일부 실시예에서, 액추에이터(816a, 816b)는 제어기(도시되지 않음)를 통해 개별적으로 제어된다. 다른 실시예에서, 2개 이상의 액추에이터(816a, 816b)가 함께 제어될 수 있다.
일부 경우에, 조직화 동안, 상부 작업 롤(804a)은 대체로 화살표(803)에 의해 표시된 방향으로 작동될 수 있고, 하부 작업 롤(804b)은 대체로 화살표(805)에 의해 표시된 방향으로 작동될 수 있다. 이러한 실시예에서, 작업 롤은 금속 기재(806)의 상부 표면(810) 및 하부 표면(812) 둘 모두에 맞대어져 작동된다. 그러나, 다른 실시예에서는, 스탠드(802)의 일측만이/작업 롤(804a, 804b) 중 하나만이 작동될 수 있고, 화살표(803)에 의해 표시된 작동 또는 화살표(805)에 의해 표시된 작동은 생략될 수 있다. 이러한 실시예에서, 조직화화 동안, 일측의 베어링은 작업 롤(804a, 804b) 중 하나가 작동되지 않도록(즉, 금속 기재에 대한 작동이 금속 기재의 일측으로부터만 이루어지도록) 정지될 수 있고/있거나 모두 생략될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 하부 액추에이터(816b)는 하부 작업 롤(104b)이 정지되도록(그리고 화살표(805)에 의해 표시된 방향으로 작동되지 않도록) 정지될 수 있다. 다른 실시예에서, 하부 액추에이터(816b)는 하부 작업 롤(104b)이 정지되도록 생략될 수 있다.
복수의 액추에이터(816a, 816b)가 제공되는 일부 실시예에서, 액추에이터(816a, 816b)는 하나 이상의 열로 배열될 수 있다. 그러나, 액추에이터(816a, 816b)의 수 또는 구성은 본 개시를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다. 액추에이터(816a, 816b)의 각각의 열 내에서, 인접 액추에이터(816a, 816b)는 인접 액추에이터(816a, 816b)의 인접 단부들 사이의 거리인 액추에이터 간격만큼 이격된다. 다양한 실시예에서, 액추에이터 간격은 약 1 mm 내지 대략 각각의 액추에이터의 폭이다. 소정 양태에서, 작업 롤의 특정 부분에 작용하는 액추에이터(816a, 816b) 또는 다수의 액추에이터(816a, 816b)의 밀도는 작업 롤을 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 작업 롤의 에지 영역에서의 액추에이터(816a, 816b)의 수는 작업 롤의 중심 영역에서의 액추에이터(816a, 816b)의 수와 상이할 수 있다.
일부 실시예에서, 액추에이터(816a, 816b)의 특성은 작업 롤의 폭을 따른 특정 액추에이터(816a, 816b)의 원하는 위치에 따라 조절되거나 제어될 수 있다. 하나의 비제한적인 예로서, 작업 롤의 가장자리에 근접한 액추에이터(816a, 816b)의 크라운 또는 챔퍼는 작업 롤의 중심 쪽에 있는 액추에이터(816a, 816b)의 크라운 또는 챔퍼와 상이할 수 있다. 다른 양태에서, 직경, 폭, 간격 등은 액추에이터(816a, 816b)의 특정 특성이 위치에 따라 동일하거나 상이할 수 있도록 제어되거나 조절될 수 있다. 일부 양태에서, 작업 롤의 중심 영역 내의 베어링과 비교하여 작업 롤의 에지 영역 내의 상이한 특성을 갖는 베어링은 조직화화 동안 균일한 압력 또는 다른 원하는 압력 프로파일을 추가로 허용할 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 베어링은 금속 기재의 평탄도 및/또는 집합조직을 의도적으로 변화시키도록 제어될 수 있다. 일부 실시예로서, 액추에이터(816a, 816b)는 의도적으로 에지 웨이브(edge wave)를 생성하도록, 더 얇은 에지를 생성하도록, 기타 등등을 생성하도록 제어될 수 있다. 다양한 다른 프로파일이 생성될 수 있다.
다양한 실시예에서, 베어링 하중을 제어하도록 수직으로 조절가능한 것에 더하여, 액추에이터(816a, 816b)는 또한 각각의 작업 롤(804a, 804b)에 대해 측방향으로 조절가능할 수 있으며, 이는 각각의 작업 롤(804a, 804b)의 폭을 따른 액추에이터(816a, 816b)의 위치가 조절될 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 액추에이터(816a, 816b)가 적어도 하나의 열로 배열되는 실시예에서, 열은 액추에이터(816a, 816b)의 열의 최외부 액추에이터(816a, 816b)인 2개의 에지 액추에이터(817)를 포함한다. 일부 실시예에서, 적어도 액추에이터(817)는 측방향으로 조절가능하다.
도 8에 도시된 실시예에서, 단일 쌍의 작업 롤(804a, 804b)이 금속 기재(806)의 표면 상에 집합조직을 적용하기 위해 사용되지만, 본 개시는 이러한 구성으로 제한되지 않는다. 오히려, 다른 실시예에서, 임의의 수 또는 구성의 작업 롤, 복수의 쌍의 작업 롤, 작업 스탠드 등이 전술된 바와 같이 금속 기재의 표면 상에 집합조직을 적용하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 10은 본 개시의 일례에 따른, 금속 기재의 표면 상에 집합조직을 적용하기 위한 하나 이상의 작업 스탠드(802a, 802b) 및 작업 롤(804a, 804b)의 개략도이다. 도 8에 도시된 실시예와 비교하여, 도 10은 2개의 작업 스탠드(802a, 802b)를 포함하는 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 작업 스탠드(802a)는 금속 기재(806)의 동시 평탄화 및 평활화를 위한 매끄러운 외부 표면을 가질 수 있는 작업 롤(804a, 804b)을 포함한다. 작업 스탠드(802b)는 하나 또는 둘 모두가 금속 기재(806)에 적용되는 외부 표면 상에 집합조직을 가질 수 있는 작업 롤(804a, 804b)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 작업 스탠드(802a)는 작업 스탠드(802b)의 상류에 있다. 위에 언급된 바와 같이, 다양한 다른 구현예 및 구성이 가능하다.
일부 실시예에서, 작업 스탠드의 일측은 스탠드의 일측만이 작동되도록(즉, 스탠드가 방향(803)으로만 또는 방향(805)으로만 작동되도록) 정지될 수 있다. 이러한 실시예에서, 하부 작업 롤(104b)의 수직 위치는 일정하고, 고정되며, 그리고/또는 금속 기재에 대해 수직으로 이동하지 않는다.
액추에이터가 스탠드의 상측 및 하측 둘 모두에 포함되는 일부 양태에서, 작업 스탠드의 일측은 한 세트의 액추에이터가 작동되지 않도록 그들을 제어함으로써 정지될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 하부 액추에이터(816b)는 하부 작업 롤(804b)이 방향(805)으로 작동되지 않도록 정지될 수 있다. 다른 실시예에서, 하부 액추에이터(816b)는 하부 작업 롤(104b)이 정지되도록 생략될 수 있다. 다른 실시예에서, 스탠드의 일측이 정지되도록 다양한 다른 메커니즘이 이용될 수 있다. 예를 들어, 도 11 및 도 12는 일측이 정지된 작업 스탠드의 추가의 실시예를 예시하고, 도 13 및 도 14는 일측이 정지된 작업 스탠드의 또 다른 실시예를 예시한다. 작업 스탠드의 일측을 정지시키면서 작업 스탠드의 정지된 측에 필요한 지지를 제공하기 위한 다양한 다른 적합한 메커니즘 및/또는 롤 구성이 이용될 수 있다.
도 11 및 도 12는 작업 스탠드(1102)의 다른 실시예를 예시한다. 작업 스탠드(1102)는 작업 스탠드(1102)가 하부 액추에이터(816b) 대신에 고정 백업 롤(1121)을 포함하는 것을 제외하고는 작업 스탠드(802)와 실질적으로 유사하다. 이러한 실시예에서, 고정 백업 롤(1121)은 수직으로 작동되지 않으며, 따라서 작업 스탠드(1102)는 단지 방향(803)으로만 작동된다. 선택적으로, 백업 롤(1121)은 스탠드(1123) 또는 원하는 대로 다른 적합한 지지부 상에 지지된다. 선택적으로, 스탠드(1123)는 백업 롤(1121)을 따라 하나 이상의 위치에서 각각의 백업 롤(1121)을 지지한다. 도 11 및 도 12의 실시예에서는, 3개의 백업 롤(1121)이 제공되지만; 다른 실시예에서는, 임의의 원하는 수의 백업 롤(1121)이 제공될 수 있다. 이들 실시예에서, 백업 롤(1121)이 수직으로 고정되기 때문에, 하부 작업 롤(804b)은 정지되며, 이는 하부 작업 롤(804b)이 일정하고, 고정되며, 그리고/또는 금속 기재에 대해 수직으로 이동하지 않음을 의미한다. 이러한 실시예에서, 조직화화 동안 스탠드(1102)에서의 작동은 스탠드(1102)의 일측으로부터만 이루어진다(즉, 작동은 상부 작업 롤(104a)을 갖는 스탠드의 상측으로부터만 이루어짐).
도 13 및 도 14는 작업 스탠드(1302)의 다른 실시예를 예시한다. 작업 스탠드(1302)는 중간 롤 및 액추에이터가 생략되고, 하부 작업 롤(804b)의 직경이 상부 작업 롤(804a)의 직경보다 큰 것을 제외하고는 작업 스탠드(802)와 실질적으로 유사하다. 이러한 실시예에서, 작업 스탠드(1302)는 단지 방향(803)으로만 작동된다. 일부 양태에서, 더 큰 직경의 하부 작업 롤(804b)은 조직화 동안 금속 기재(808)의 원하는 프로파일이 생성되도록 작동에 대한 필요한 지지를 제공한다. 다른 실시예에서, 중간 롤 및/또는 다양한 다른 지지 롤이 하부 작업 롤(804b)과 함께 제공될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 추가의 실시예에서, 하부 작업 롤(804b)은 상부 작업 롤(804a)과 유사한 직경을 가질 수 있고, 작업 스탠드는 일측이 정지될 때 하부 작업 롤에 필요한 지지를 제공하기 위해 임의의 원하는 수의 중간 롤 및/또는 지지 롤을 추가로 포함한다.
본 명세서에 기재된 개념들에 따라 다양한 실시형태 유형들의 추가 설명을 제공하는, 적어도 일부가 "ECs" (Example Combinations; 예시 조합)로 명시적으로 열거된 예시적인 실시형태들의 집합이 아래에 제공된다. 이 실시예들은 상호 배타적이거나, 총망라한 것이라거나, 제한적인 의도로 기재된 것이 아니며; 본 발명은 이러한 예시적인 실시형태들에 한정되지 않으며 오히려 당해 청구범위 및 그 균등물의 범위 내의 모든 가능한 수정 및 변형을 포함한다.
EC 1. 기재 상에 집합조직을 적용하기 위한 방법으로서, 제1 쌍의 작업 롤에 의해, 기재의 제1 표면 상에 제1 집합조직을 적용하는 단계로서, 제1 쌍의 작업 롤 내의 적어도 하나의 작업 롤은 제1 집합조직을 갖는, 상기 제1 집합조직을 적용하는 단계; 및 제1 집합조직을 적용한 후에, 제2 쌍의 작업 롤에 의해, 기재의 제1 표면 상에 제2 집합조직을 적용하는 단계로서, 제2 집합조직은 제1 집합조직과 상이하고, 제2 쌍의 작업 롤 내의 적어도 하나의 작업 롤은 제2 집합조직을 갖는, 상기 제2 집합조직을 적용하는 단계를 포함하고, 제1 집합조직 및 제2 집합조직을 적용하는 단계는: 제1 쌍의 작업 롤에 의해, 기재의 제1 표면 상에 제1 작업 롤 압력을 인가하는 단계 및 제2 쌍의 작업 롤에 의해, 기재의 제1 표면 상에 제2 작업 롤 압력을 인가하는 단계를 포함하며, 제1 작업 롤 압력 및 제2 작업 롤 압력을 인가하는 단계는 제1 집합조직의 제1 토포그래피 및 제2 집합조직의 제2 토포그래피로 인해 기재의 제1 표면 상에 국소 소성 변형 영역을 생성하고, 제1 집합조직 및 제2 집합조직은 기재의 전체 두께가 실질적으로 일정하게 유지되면서 제1 표면의 국소 영역에 적용되는, 방법.
EC 2. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 방법에 있어서, 제1 집합조직은 제2 집합조직의 크기, 형상, 깊이, 높이, 또는 조도 중 적어도 하나와 상이한 크기, 형상, 깊이, 높이 또는 조도 중 적어도 하나를 갖는, 방법.
EC 3. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 방법에 있어서, 제2 집합조직을 적용하는 단계는 제1 쌍의 작업 롤과 제2 쌍의 작업 롤 사이로의 기재의 단일 통과로 기재의 제1 표면 상에서 제1 집합조직을 제2 집합조직과 적어도 부분적으로 중첩시키는 단계를 포함하는, 방법.
EC 4. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 방법에 있어서, 제1 집합조직을 적용하는 단계는 기재의 제1 표면 상의 제1 위치에서 제1 집합조직을 적용하는 단계를 포함하고, 제2 집합조직을 적용하는 단계는 제1 위치에 인접한 기재의 제1 표면 상의 제2 위치에서 제2 집합조직을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
EC 5. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 방법에 있어서, 기재 상에 인가되는 제1 작업 롤 압력 및 제2 작업 롤 압력은 각각 기재의 항복 강도보다 낮은, 방법.
EC 6. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 방법에 있어서, 기재의 제1 표면 상에 제1 집합조직을 적용하는 단계는 기재의 제1 표면의 표면적의 대략 절반 미만에 제1 집합조직을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
EC 7. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 방법에 있어서, 기재의 제1 표면 상에 제1 집합조직을 적용하는 단계는 기재의 제1 표면의 표면적의 대략 1/3 미만에 제1 집합조직을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
EC 8. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 방법에 있어서, 기재의 제1 표면 상에 제1 집합조직을 적용하는 단계는 기재의 제1 표면의 표면적의 대략 1/5 미만에 제1 집합조직을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
EC 9. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 방법에 있어서, 기재의 제1 표면 상에 제2 집합조직을 적용하는 단계는 기재의 제1 표면의 표면적의 대략 절반 미만에 제2 집합조직을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
EC 10. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 방법에 있어서, 기재의 제1 표면 상에 제2 집합조직을 적용하는 단계는 기재의 제1 표면의 표면적의 대략 1/3 미만에 제2 집합조직을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
EC 11. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 방법에 있어서, 기재의 제1 표면 상에 제2 집합조직을 적용하는 단계는 기재의 제1 표면의 표면적의 대략 1/5 미만에 제2 집합조직을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
EC 12. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 방법에 있어서, 기재는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 시트인, 방법.
EC 13. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 방법에 있어서, 제1 집합조직은 기재의 제1 표면의 제1 위치 상에 음으로 왜곡된 영역을 포함하고, 제2 집합조직은 기재의 제1 표면의 제2 위치 상에 양으로 왜곡된 영역을 포함하거나, 또는 제1 집합조직은 기재의 제1 표면의 제1 위치 상에 양으로 왜곡된 영역을 포함하고, 제2 집합조직은 기재의 제1 표면의 제2 위치 상에 음으로 왜곡된 영역을 포함하는, 방법.
EC 14. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 방법에 있어서, 양으로 왜곡된 영역 또는 음으로 왜곡된 영역 중 적어도 하나는 0 미크론 내지 20 미크론의 평균 높이 또는 깊이를 갖는 돌기 또는 밸리를 갖는, 방법.
EC 15. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 방법에 있어서, 양으로 왜곡된 영역 또는 음으로 왜곡된 영역 중 적어도 하나는 1 미크론 내지 8 미크론의 평균 높이 또는 깊이를 갖는 돌기 또는 밸리를 갖는, 방법.
EC 16. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 방법에 있어서, 제1 쌍의 작업 롤에 의해, 기재의 제1 표면 상에 제1 집합조직을 적용하는 단계는 제1 쌍의 작업 롤 중 제1 작업 롤에 의해 기재의 제1 표면 상에 제1 집합조직을 적용하는 단계를 포함하고, 제1 쌍의 작업 롤 중 제2 작업 롤에 의해 기재의 제2 표면 상에 제1 집합조직과 상이한 집합조직을 적용하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
EC 17. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 방법에 있어서, 제1 쌍의 작업 롤에 의해, 기재의 제1 표면 상에 제1 집합조직을 적용하는 단계 또는 제2 쌍의 작업 롤에 의해, 제1 표면 상에 제2 집합조직을 적용하는 단계는 기재의 전체 두께를 1% 미만으로 감소시키는, 방법.
EC 18. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 방법에 있어서, 제1 쌍의 작업 롤에 의해, 기재의 제1 표면 상에 제1 집합조직을 적용하는 단계 또는 제2 쌍의 작업 롤에 의해, 제1 표면 상에 제2 집합조직을 적용하는 단계는 기재의 전체 길이를 1% 미만으로 증가시키는, 방법.
EC 19. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 방법에 따라 제조되는 기재.
EC 20. 제1 집합조직 및 제2 집합조직을 갖고, 제1 집합조직은 제2 집합조직과 상이하고, 제1 집합조직은 제2 집합조직의 크기, 형상, 높이, 깊이, 또는 조도 중 적어도 하나와 상이한 크기, 형상, 높이, 깊이, 또는 조도 중 적어도 하나를 갖는, 제1 표면을 포함하는, 기재.
EC 21. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 기재에 있어서, 제1 집합조직은 기재의 제1 표면의 제1 위치 상에 음으로 왜곡된 영역을 포함하고, 제2 집합조직은 기재의 제1 표면의 제2 위치 상에 양으로 왜곡된 영역을 포함하거나, 또는 제1 집합조직은 기재의 제1 표면의 제1 위치 상에 양으로 왜곡된 영역을 포함하고, 제2 집합조직은 기재의 제1 표면의 제2 위치 상에 음으로 왜곡된 영역을 포함하는, 기재.
EC 22. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 기재에 있어서, 양으로 왜곡된 영역 또는 음으로 왜곡된 영역 중 적어도 하나는 0 미크론 내지 20 미크론의 평균 높이 또는 깊이를 갖는 돌기 또는 밸리를 갖는, 기재.
EC 23. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 기재에 있어서, 양으로 왜곡된 영역 또는 음으로 왜곡된 영역 중 적어도 하나는 1 미크론 내지 8 미크론의 평균 높이 또는 깊이를 갖는 돌기 또는 밸리를 갖는, 기재.
EC 24. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 기재에 있어서, 제1 집합조직은 기재의 제1 표면의 표면적의 대략 절반 미만을 차지하는, 기재.
EC 25. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 기재에 있어서, 제2 집합조직은 기재의 제1 표면의 표면적의 대략 절반 미만을 차지하는, 기재.
EC 26. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 기재에 있어서, 제1 집합조직은 기재의 제1 표면의 표면적의 대략 1/3 미만을 차지하는, 기재.
EC 27. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 기재에 있어서, 제2 집합조직은 기재의 제1 표면의 표면적의 대략 1/3 미만을 차지하는, 기재.
EC 28. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 기재에 있어서, 제1 집합조직은 기재의 제1 표면의 표면적의 대략 1/5 미만을 차지하는, 기재.
EC 29. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 기재에 있어서, 제2 집합조직은 기재의 제1 표면의 표면적의 대략 1/5 미만을 차지하는, 기재.
EC 30. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 기재에 있어서, 기재는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 시트인, 기재.
EC 31. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 기재에 있어서, 기재의 제2 표면은 제1 집합조직, 제2 집합조직 및 제3 집합조직 중 적어도 하나를 갖고, 제3 집합조직은 제1 및 제2 집합조직과 상이한, 기재.
EC 32. 선행하거나 후속하는 실시예 중 임의의 실시예의 방법에 있어서, 제1 쌍의 작업 롤에 의해 기재의 제1 표면 상에 제1 작업 롤 압력을 인가하는 단계는 제1 쌍의 작업 롤 중 하나의 작업 롤을 수직으로 작동시키면서 제1 쌍의 작업 롤 중 다른 하나의 작업 롤의 수직 위치를 고정시키는 단계를 포함하는, 방법.
도면에 도시되거나 전술된 구성요소의 상이한 배열뿐만 아니라 도시되지 않거나 기술되지 않은 구성요소 및 단계가 가능하다. 유사하게, 일부 특징 및 하위-조합이 유용하며, 다른 특징 및 하위-조합에 관계없이 채용될 수 있다. 본 발명의 실시형태는 제한적이 아닌 예시적인 목적을 위해 기술되었으며, 대안적인 실시형태가 본 특허의 독자에게 명백해질 것이다. 따라서, 본 발명은 전술되거나 도면에 도시된 실시형태로 제한되지 않으며, 아래의 청구범위의 범주를 벗어남이 없이 다양한 실시형태 및 변경이 이루어질 수 있다.

Claims (20)

  1. 기재 상에 집합조직을 적용하기 위한 방법으로서,
    제1 쌍의 작업 롤에 의해, 상기 기재의 제1 표면 상에 제1 집합조직을 적용하는 단계로서, 상기 제1 쌍의 작업 롤 내의 적어도 하나의 작업 롤은 상기 제1 집합조직을 갖는, 상기 제1 집합조직을 적용하는 단계; 및
    상기 제1 집합조직을 적용한 후에, 제2 쌍의 작업 롤에 의해, 상기 기재의 상기 제1 표면 상에 제2 집합조직을 적용하는 단계로서, 상기 제2 집합조직은 상기 제1 집합조직과 상이하고, 상기 제2 쌍의 작업 롤 내의 적어도 하나의 작업 롤은 상기 제2 집합조직을 갖는, 상기 제2 집합조직을 적용하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 집합조직 및 상기 제2 집합조직을 적용하는 단계는:
    상기 제1 쌍의 작업 롤에 의해, 상기 기재의 상기 제1 표면 상에 제1 작업 롤 압력을 인가하는 단계; 및
    상기 제2 쌍의 작업 롤에 의해, 상기 기재의 상기 제1 표면 상에 제2 작업 롤 압력을 인가하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 작업 롤 압력 및 상기 제2 작업 롤 압력을 인가하는 단계는 상기 제1 집합조직의 제1 토포그래피 및 상기 제2 집합조직의 제2 토포그래피로 인해 상기 기재의 상기 제1 표면 상에 국소 소성 변형 영역을 생성하고, 상기 제1 집합조직 및 상기 제2 집합조직은 상기 기재의 전체 두께가 실질적으로 일정하게 유지되면서 상기 제1 표면의 상기 국소 영역에 적용되는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 집합조직은 상기 제2 집합조직의 크기, 형상, 깊이, 높이, 또는 조도 중 적어도 하나와 상이한 크기, 형상, 깊이, 높이 또는 조도 중 적어도 하나를 갖는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 집합조직을 적용하는 단계는 상기 제1 쌍의 작업 롤과 상기 제2 쌍의 작업 롤 사이로의 상기 기재의 단일 통과로 상기 기재의 상기 제1 표면 상에서 상기 제1 집합조직을 상기 제2 집합조직과 적어도 부분적으로 중첩시키는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 집합조직을 적용하는 단계는 상기 기재의 상기 제1 표면 상의 제1 위치에서 상기 제1 집합조직을 적용하는 단계를 포함하고, 상기 제2 집합조직을 적용하는 단계는 상기 제1 위치에 인접한 상기 기재의 상기 제1 표면 상의 제2 위치에서 상기 제2 집합조직을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기재 상에 인가되는 상기 제1 작업 롤 압력 및 상기 제2 작업 롤 압력은 각각 상기 기재의 항복 강도보다 낮은, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기재의 상기 제1 표면 상에 상기 제1 집합조직을 적용하는 단계는 상기 기재의 상기 제1 표면의 표면적의 대략 절반 미만에 상기 제1 집합조직을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 기재의 상기 제1 표면 상에 상기 제2 집합조직을 적용하는 단계는 상기 기재의 상기 제1 표면의 표면적의 대략 절반 미만에 상기 제2 집합조직을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 집합조직은 상기 기재의 상기 제1 표면의 제1 위치 상에 음으로 왜곡된 영역을 포함하고, 상기 제2 집합조직은 상기 기재의 상기 제1 표면의 제2 위치 상에 양으로 왜곡된 영역을 포함하거나, 또는 상기 제1 집합조직은 상기 기재의 상기 제1 표면의 상기 제1 위치 상에 양으로 왜곡된 영역을 포함하고, 상기 제2 집합조직은 상기 기재의 상기 제1 표면의 상기 제2 위치 상에 음으로 왜곡된 영역을 포함하는, 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 쌍의 작업 롤에 의해, 상기 기재의 상기 제1 표면 상에 상기 제1 집합조직을 적용하는 단계는 상기 제1 쌍의 작업 롤 중 제1 작업 롤에 의해 상기 기재의 상기 제1 표면 상에 상기 제1 집합조직을 적용하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 쌍의 작업 롤 중 제2 작업 롤에 의해 상기 기재의 제2 표면 상에 상기 제1 집합조직과 상이한 집합조직을 적용하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 쌍의 작업 롤에 의해, 상기 기재의 상기 제1 표면 상에 상기 제1 집합조직을 적용하는 단계 또는 상기 제2 쌍의 작업 롤에 의해, 상기 제1 표면 상에 상기 제2 집합조직을 적용하는 단계는 상기 기재의 상기 전체 두께를 1% 미만으로 감소시키는, 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 쌍의 작업 롤에 의해, 상기 기재의 상기 제1 표면 상에 상기 제1 집합조직을 적용하는 단계 또는 상기 제2 쌍의 작업 롤에 의해, 상기 제1 표면 상에 상기 제2 집합조직을 적용하는 단계는 상기 기재의 전체 길이를 1% 미만으로 증가시키는, 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 쌍의 작업 롤에 의해 상기 기재의 상기 제1 표면 상에 상기 제1 작업 롤 압력을 인가하는 단계는 상기 제1 쌍의 작업 롤 중 하나의 작업 롤을 수직으로 작동시키면서 상기 제1 쌍의 작업 롤 중 다른 하나의 작업 롤의 수직 위치를 고정시키는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제1 집합조직 및 제2 집합조직을 갖고, 상기 제1 집합조직은 상기 제2 집합조직과 상이하고, 상기 제1 집합조직은 상기 제2 집합조직의 크기, 형상, 높이, 깊이, 또는 조도 중 적어도 하나와 상이한 크기, 형상, 높이, 깊이, 또는 조도 중 적어도 하나를 갖는, 제1 표면을 포함하는, 기재.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 집합조직은 상기 기재의 상기 제1 표면의 제1 위치 상에 음으로 왜곡된 영역을 포함하고, 상기 제2 집합조직은 상기 기재의 상기 제1 표면의 제2 위치 상에 양으로 왜곡된 영역을 포함하거나, 또는 상기 제1 집합조직은 상기 기재의 상기 제1 표면의 상기 제1 위치 상에 양으로 왜곡된 영역을 포함하고, 상기 제2 집합조직은 상기 기재의 상기 제1 표면의 상기 제2 위치 상에 음으로 왜곡된 영역을 포함하는, 기재.
  15. 제14항에 있어서, 상기 양으로 왜곡된 영역 또는 상기 음으로 왜곡된 영역 중 적어도 하나는 0 미크론 내지 20 미크론의 평균 높이 또는 깊이를 갖는 돌기 또는 밸리를 갖는, 기재.
  16. 제14항에 있어서, 상기 양으로 왜곡된 영역 또는 상기 음으로 왜곡된 영역 중 적어도 하나는 1 미크론 내지 8 미크론의 평균 높이 또는 깊이를 갖는 돌기 또는 밸리를 갖는, 기재.
  17. 제13항에 있어서, 상기 제1 집합조직은 상기 기재의 상기 제1 표면의 표면적의 대략 절반 미만을 차지하는, 기재.
  18. 제13항에 있어서, 상기 제2 집합조직은 상기 기재의 상기 제1 표면의 표면적의 대략 절반 미만을 차지하는, 기재.
  19. 제13항에 있어서, 상기 제1 집합조직은 상기 기재의 상기 제1 표면의 표면적의 대략 1/3 미만을 차지하는, 기재.
  20. 제13항에 있어서, 상기 기재의 제2 표면은 상기 제1 집합조직, 상기 제2 집합조직 및 제3 집합조직 중 적어도 하나를 갖고, 상기 제3 집합조직은 상기 제1 및 제2 집합조직과 상이한, 기재.
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